KR20180002880A - Electronic device performing image conversion and its method - Google Patents
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Abstract
본 개시는 소스 디바이스로부터 제1 이미지를 수신하는 수신부, 제1 이미지의 밝기 정보를 디코딩하는 디코딩부, 매핑 함수를 이용하여 디코딩된 밝기 정보를 바탕으로 제1 이미지의 다이내믹 레인지(Dynamic Range)를 변환하는 변환부 및 변환된 다이내믹 레인지를 가지는 제2 이미지를 디스플레이에 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하고, 매핑 함수는 제1 이미지 및 소스 디바이스의 디스플레이 밝기 변동 특성과 제1 이미지의 장면(scene)의 밝기 특성을 기반으로 판단된 복수의 포인트들로 이루어진 커브형 함수인 전자 장치 및 상기 전자 장치에서의 이미지 변환 방법에 관한 것이다. 본 개시는 예를 들어 표준 다이나믹 레인지(SDR, Standard Dynamic Range) 이미지로부터 향상된 하이 다이나믹 레인지(HDR, High Dynamic Range) 이미지를 생성할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided an image processing apparatus including a receiving unit that receives a first image from a source device, a decoding unit that decodes the brightness information of the first image, a dynamic range conversion unit that converts a dynamic range of the first image based on the decoded brightness information And a display unit for displaying a second image having a converted dynamic range on the display, wherein the mapping function is configured to change the display brightness variation characteristics of the first image and the source device and the brightness characteristics of the scene of the first image And a method of transforming an image in the electronic device. This disclosure is capable of generating enhanced high dynamic range (HDR) images, for example, from standard dynamic range (SDR) images.
Description
본 개시는 역 톤매핑(inverse Tone Mapping, iTM)을 이용하여 이미지 변환을 수행하는 전자 장치 및 이미지 변환 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 개시는, 디스플레이 밝기 변동 특성 및 제1 이미지의 장면(scene) 밝기 특성을 바탕으로, 매핑 함수를 이용하여 제1 이미지를 다른 다이나믹 레인지를 가지는 제2 이미지로 변환하는 전자 장치 및 이의 이미지 변환 방법에 관한 것이다.The present disclosure relates to an electronic device and an image conversion method for performing image conversion using inverse tone mapping (iTM). Specifically, the present disclosure relates to an electronic device for converting a first image to a second image having a different dynamic range using a mapping function, based on a display brightness variation characteristic and a scene brightness characteristic of a first image, To an image conversion method.
최근, 하이 다이나믹 레인지(High Dynamic Range, HDR) 콘텐츠가 증가됨에 따라, LDR(Low Dynamic Range) 및 SDR(Standard Dynamic Range) 콘텐츠를 HDR용 디스플레이(available HDR display)에서 재생되도록 하는 기술이 다양하게 개발되고 있다. Recently, as the contents of high dynamic range (HDR) have been increased, a variety of techniques have been developed to reproduce low dynamic range (LDR) and standard dynamic range (SDR) contents in an HDR display .
일반적으로 LDR 이미지 및 SDR 이미지를 HDR 이미지로 변환할 때 역 톤 매핑(iTM, inverse Tone Mapping)을 이용한다. iTM은 iTM 함수를 이용하여 입력된 LDR 이미지 및 SDR 이미지의 밝기 맵(luminance map)을 HDR 밝기로 인버스(inverse)한다. Generally, when converting LDR images and SDR images to HDR images, inverse tone mapping (iTM) is used. The iTM uses the iTM function to inverse the luminance map of the input LDR and SDR images to HDR brightness.
종래에는, LDR 이미지 및 SDR 이미지를 HDR 이미지로 변환하기 위해 이용하는 매핑 함수는 직선형으로 이루어진다. 따라서, 종래의 매핑 함수를 이용하여 이미지의 다이나믹 레인지를 변환할 때, 변환된 이미지는 색상 및 채도(hue and saturation) 변화, 단차로 인한 컬러 컨투어(color contour)를 가지는 문제점이 있다. 또한, 종래에는, 매핑 함수를 커브형으로 생성하고자 할 때, 매핑 함수는 커브를 이루기 위한 다수의 포인트가 필요한 문제점이 있다. Conventionally, the mapping function used to convert an LDR image and an SDR image into an HDR image is linear. Therefore, when converting a dynamic range of an image using a conventional mapping function, the converted image has a hue and saturation change and a color contour due to a step difference. In addition, conventionally, when a mapping function is to be generated in a curve shape, there is a problem that a mapping function needs a plurality of points for forming a curve.
본 개시의 목적은, 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 이미지의 다이나믹 레인지를 변환할 때, 디스플레이의 밝기 특성 및 입력 이미지의 장면(scene) 밝기 특성에 기반한 커브형 매핑 함수를 이용하는 이미지 변환 방법 및 전자 장치를 제공함에 있다. It is an object of the present invention to provide a method of converting a dynamic range of an image into a curve type mapping function based on a brightness characteristic of a display and a scene brightness characteristic of an input image, And an electronic device using the image conversion method.
상술한 목적을 달성하기 위해 본 개시의 일 실시 예에 따른, 이미지 변환을 위한 전자 장치는 소스 디바이스로부터 제1 이미지를 수신하는 수신부, 상기 제1 이미지로부터 밝기(luminance) 정보를 디코딩하는 디코딩부, 매핑 함수를 이용하여 상기 디코딩된 밝기 정보를 바탕으로 상기 제1 이미지의 다이내믹 레인지(Dynamic Range)를 변환하는 변환부 및 상기 변환된 다이내믹 레인지를 가지는 제2 이미지를 디스플레이에 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하고, 상기 매핑 함수는 상기 소스 디바이스의 디스플레이 밝기 변동 특성 및 상기 제1 이미지의 장면(scene)의 밝기 특성을 기반으로 판단된 복수의 포인트들로 이루어진 커브형 함수일 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided an electronic device for image conversion comprising: a receiver for receiving a first image from a source device; a decoding unit for decoding luminance information from the first image; A conversion unit for converting a dynamic range of the first image based on the decoded brightness information using a mapping function and a display unit for displaying a second image having the converted dynamic range on a display, The mapping function may be a curve-shaped function consisting of a plurality of points determined based on a display brightness variation characteristic of the source device and a brightness characteristic of a scene of the first image.
상기 매핑 함수는, 상기 복수의 포인트들로 이루어진 조각별 선형 함수(piecewise linear function)이고, 상기 조각별 선형 함수에 스무딩 필터(smoothing filter)가 적용될 수 있다.The mapping function may be a piecewise linear function of the plurality of points, and a smoothing filter may be applied to the piecewise linear function.
상기 복수의 포인트들은, 이미지 픽셀의 흑색 레벨인 쉐도우 포인트(Shadow Point)를 포함하고, 상기 쉐도우 포인트는, 상기 제1 이미지의 흑색 레벨로부터 상기 디스플레이의 흑색 레벨로 변환되고, 상기 제1 이미지의 밝기와 상기 디스플레이의 밝기 비율에 따라 상기 제1 이미지의 저계조 블랙을 유지할 수 있다.Wherein the plurality of points comprises a shadow point that is a black level of an image pixel and the shadow point is converted from a black level of the first image to a black level of the display, And the low gray level black of the first image according to the brightness ratio of the display.
상기 복수의 포인트들은, 이미지 픽셀의 백색 레벨인 피크 포인트(Peak Point)를 포함하고, 상기 피크 포인트는 상기 제1 이미지의 백색 레벨로부터 상기 디스플레이의 백색 레벨로 변환되고, 상기 제1 이미지의 장면(Scene) 최대 밝기가 상기 디스플레이의 최대 밝기로 매핑될 수 있다.Wherein the plurality of points comprises a peak point that is a white level of an image pixel and the peak point is converted from a white level of the first image to a white level of the display, Scene) The maximum brightness can be mapped to the maximum brightness of the display.
상기 복수의 포인트들은, 이미지 픽셀의 중간톤 레벨인 미들 포인트(Middle Point)를 포함하고, 상기 미들 포인트는 상기 제1 이미지의 중간톤 레벨을 상기 디스플레이의 중간톤 레벨로 변환되고, 상기 소스 디바이스의 디스플레이 밝기 변동 특성과 상기 제1 이미지의 장면(scene) 밝기 특성을 기반으로 평균 밝기(Average Pixel Level)를 조절할 수 있다.Wherein the plurality of points comprises a middle point that is a mid tone level of an image pixel and wherein the middle point is converted to a mid tone level of the display of the first image, The average brightness level can be adjusted based on the display brightness variation characteristic and the scene brightness characteristic of the first image.
상기 전자 장치는, 소스 디바이스로부터 상기 매핑 함수를 생성하는 상기 복수의 포인트 및 파라미터를 포함하는 메타데이터를 수신할 때, 상기 메타데이터로부터 상기 복수의 포인트 및 파라미터를 추출하고, 상기 추출된 복수의 포인트 및 파라미터를 조절하여 매핑 함수를 생성할 수 있다.Wherein the electronic device is configured to extract the plurality of points and parameters from the metadata when receiving metadata including the plurality of points and parameters for generating the mapping function from a source device, And parameters to generate a mapping function.
상기 변환부는, 상기 제1 이미지의 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 원색 컬러에 상기 매핑 함수로부터 얻은 게인 값을 동일하게 적용하여 상기 제1 이미지의 다이내믹 레인지(Dynamic Range)를 변환할 수 있다.Wherein the conversion unit applies a gain value obtained from the mapping function to the red (R), green (G), and blue (B) primary color of the first image to obtain a dynamic range of the first image Can be converted.
상기 매핑 함수는,이고, w는 상기 매핑 함수로부터 얻은 게인 값으로 w=f(Yin)/ Yin, f(x)는 iTM 함수(inverse Tone Mapping function), Yin 은 상기 제1 이미지의 밝기 값(luminance value), (Rin, Gin, Bin)는 상기 제1 이미지의 백색 레벨의 RGB좌표들, (Rout, Gout, Bout)는 변환된 이미지가 디스플레이되는 디스플레이의 백색 레벨의 RGB좌표들일 수 있다.Wherein the mapping function comprises: (Y in ) / Y in , f (x) is an inverse tone mapping function, Y in is a luminance value obtained from the mapping function, ), (R in , G in , B in ) are the RGB coordinates of the white level of the first image, and R out , G out , B out are the RGB coordinates of the white level of the display on which the converted image is displayed .
상기 매핑 함수를 바탕으로 상기 제1 이미지의 색조(hue) 및 채도(saturation)를 유지하기 위한 함수는, 이고, w는 상기 매핑 함수로부터 얻은 게인 값으로 w=f(Yin)/ Yin, f(x)는 iTM(역톤매핑 inverse Tone Mapping) 함수, Yin 은 상기 제1 이미지의 밝기 값(luminance value), α는 상수, (Rin, Gin, Bin)는 상기 제1 이미지의 백색 레벨의 RGB좌표들, (Rout, Gout, Bout)는 변환된 이미지가 디스플레이되는 디스플레이의 백색 레벨의 RGB좌표들일 수 있다.A function for maintaining the hue and saturation of the first image based on the mapping function, W is a gain value obtained from the mapping function, y = w (Y in ) / Y in , f (x) is a function of a reverse tone mapping inverse tone mapping (iTM), Y in is a luminance value of the first image value), α is a constant, (R in, G in, B in) is the RGB coordinates of the white level of the first image, (R out, G out, B out) is a display in which the converted images are displayed white Level RGB coordinates.
한편, 상술한 목적을 달성하기 위해 본 개시의 일 실시 예에 따른, 전자 장치의 이미지 변환 방법은, 소스 디바이스로부터 제1 이미지를 수신하는 단계, 상기 제1 이미지의 밝기(luminance) 정보를 디코딩하는 단계, 매핑 함수를 이용하여 상기 디코딩된 밝기 정보를 바탕으로 상기 제1 이미지의 다이내믹 레인지(Dynamic Range)를 변환하는 단계 및 상기 변환된 다이내믹 레인지를 가지는 제2 이미지를 디스플레이에 디스플레이하는 단계를 포함하고, 상기 매핑 함수는 상기 소스 디바이스의 디스플레이 밝기 변동 특성 및 제1 이미지의 장면(scene)의 밝기 특성을 기반으로 판단된 복수의 포인트들로 이루어진 커브형 함수일 수 있다.Meanwhile, to achieve the above object, an image conversion method of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure includes receiving a first image from a source device, decoding the luminance information of the first image Converting the dynamic range of the first image based on the decoded brightness information using a mapping function, and displaying a second image having the converted dynamic range on a display , The mapping function may be a curve-shaped function consisting of a plurality of points determined based on a display brightness variation characteristic of the source device and a brightness characteristic of a scene of the first image.
상기 매핑 함수는, 상기 복수의 포인트들로 이루어진 조각별 선형 함수(piecewise linear function)이고, 상기 조각별 선형 함수에 스무딩 필터(smoothing filter)가 적용될 수 있다.The mapping function may be a piecewise linear function of the plurality of points, and a smoothing filter may be applied to the piecewise linear function.
상기 복수의 포인트들은, 이미지 픽셀의 흑색 레벨인 쉐도우 포인트(Shadow Point)를 포함하고, 상기 쉐도우 포인트는, 상기 제1 이미지의 흑색 레벨로부터 상기 디스플레이의 흑색 레벨로 변환되고, 상기 제1 이미지와 상기 디스플레이의 밝기 비율에 따라 상기 제1 이미지의 저계조 블랙을 유지할 수 있다.Wherein the plurality of points includes a shadow point that is a black level of an image pixel and the shadow point is converted from a black level of the first image to a black level of the display, The low gradation black of the first image can be maintained according to the brightness ratio of the display.
상기 복수의 포인트들은, 이미지 픽셀의 백색 레벨인 피크 포인트(Peak Point)를 포함하고, 상기 피크 포인트는, 상기 제1 이미지의 백색 레벨로부터 상기 디스플레이의 백색 레벨로 변환되고, 상기 제1 이미지의 장면(Scene) 최대 밝기가 상기 디스플레이의 최대 밝기로 매핑될 수 있다.Wherein the plurality of points comprises a peak point that is a white level of an image pixel and the peak point is converted from a white level of the first image to a white level of the display, The maximum brightness of the scene may be mapped to the maximum brightness of the display.
상기 복수의 포인트들은, 이미지 픽셀의 중간톤 레벨인 미들 포인트(Middle Point)를 포함하고, 상기 미들 포인트는, 상기 제1 이미지의 중간톤 레벨을 상기 디스플레이의 중간톤 레벨로 변환되고, 상기 소스 디바이스의 디스플레이 밝기 변동 특성과 상기 제1 이미지의 장면(scene) 밝기 특성을 기반으로 평균밝기(Average Pixel Level)를 조절할 수 있다. Wherein the plurality of points comprises a middle point that is a middle tone level of an image pixel and the middle point is converted to a mid tone level of the display of the first image, The average brightness level may be adjusted based on a display brightness variation characteristic of the first image and a scene brightness characteristic of the first image.
상기 소스 디바이스로부터 상기 매핑 함수를 생성하는 상기 복수의 포인트 및 파라미터를 포함하는 메타데이터를 수신할 때, 상기 메타데이터로부터 상기 복수의 포인트 및 파라미터를 추출하고, 상기 추출된 복수의 포인트 및 파라미터를 조절하여 매핑 함수를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.When receiving the metadata including the plurality of points and parameters for generating the mapping function from the source device, extracting the plurality of points and parameters from the metadata, and adjusting the extracted plurality of points and parameters And generating a mapping function.
상기 변환하는 단계는, 상기 제1 이미지 데이터의 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 원색 컬러에 상기 매핑 함수로부터 얻은 게인 값을 동일하게 적용하여 상기 제1 이미지의 다이내믹 레인지(Dynamic Range)를 변환할 수 있다.Wherein the converting step comprises the steps of: applying a gain value obtained from the mapping function to the red (R), green (G), and blue (B) primary color of the first image data to obtain a dynamic range Range) can be converted.
상술한 바와 같이, 본 개시는, 본 개시의 실시 예들에 따라, 매핑 함수를 이용하여 제1 이미지로부터 다른 다이나믹 레인지를 가지는 제2 이미지로 변환될 때 발생할 수 있는 단차, 채도 변화 및 컬러 컨투어를 제거하여 개선된(improved) 다이나믹 레인지 이미지를 제공하는 전자 장치 및 이미지 변환 방법을 제공할 수 있다.As described above, the present disclosure eliminates step differences, saturation variations, and color contours that may occur when converting from a first image to a second image having a different dynamic range using a mapping function, according to embodiments of the present disclosure. Thereby providing an electronic device and an image conversion method that provide an improved dynamic range image.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 구성을 간략히 나타내는 블록도,
도 2a는, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 매핑 함수를 간략히 나타내는 그래프,
도 2b는, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 3-레벨 세그멘테이션을 설명하기 위한 도면,
도 3a는, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 매핑 함수를 구체화하여 도시한 그래프,
도 3b 및 도 3c는, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 매핑 함수를 이용한 이미지 변환을 설명하기 위한 이미지들,
도 4a는, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 매핑 함수의 피크 포인트(Peak Point)를 설명하기 위한 그래프,
도 4b는, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 매핑 함수를 이용한 피크 포인트(Peak Point) 및 쉐도우 포인트(Shadow Point)에서 이미지 변환을 설명하기 위한 이미지들,
도 5a는, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 매핑 함수의 미들 포인트(Middle Point)를 설명하기 위한 그래프,
도 5b는, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 매핑 함수를 이용한 이미지 변환을 설명하기 위한 이미지들,
도 6a은, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 디스플레이의 밝기 변동 특성을 설명하기 위한 도면,
도 6b는, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 매핑 함수의 미들 포인트에서 디스플레이 밝기 변동 특성에 따른 매핑 함수를 설명하기 위한 그래프,
도 7은, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 미들 포인트에서 매핑 함수를 이용한 이미지 변환을 설명하기 위한 이미지들,
도 8은, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 매핑 함수를 이용한 색상 및 채도(hue and saturation) 유지(preserve)를 설명하기 위한 이미지들,
도 9a 및 도 9b는, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 매핑 함수에 스무딩 필터(Smoothing filter)를 적용한 이미지 변환을 설명하기 위한 그래프 및 이미지들,
도 10은, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 이미지 변환을 하는 방법을 설명하기 위한 순서도, 그리고
도 11은, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 이미지 변환을 수행하기 위한 시스템도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a block diagram schematically showing a configuration of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure; Fig.
2A is a graph that briefly illustrates a mapping function, in accordance with one embodiment of the present disclosure;
Figure 2B is a diagram for describing three-level segmentation, in accordance with one embodiment of the present disclosure;
Figure 3a is a graph illustrating materialization of a mapping function, in accordance with one embodiment of the present disclosure;
FIGS. 3B and 3C illustrate images for explaining image transformation using a mapping function, in accordance with an embodiment of the present disclosure,
4A is a graph illustrating a peak point of a mapping function according to an embodiment of the present disclosure;
FIG. 4B illustrates images for explaining image conversion at peak points and shadow points using a mapping function, according to an embodiment of the present disclosure,
5A is a graph illustrating a middle point of a mapping function according to an embodiment of the present disclosure;
Figure 5B illustrates images for illustrating image transformation using a mapping function, in accordance with one embodiment of the present disclosure,
6A is a diagram for explaining brightness variation characteristics of a display according to an embodiment of the present disclosure;
6B is a graph for illustrating the mapping function according to display brightness variation characteristics at the middle point of the mapping function, according to one embodiment of the present disclosure;
FIG. 7 illustrates images for illustrating image transformation using a mapping function at a middle point, according to one embodiment of the present disclosure,
Figure 8 illustrates images for illustrating hue and saturation preservation using a mapping function, according to one embodiment of the present disclosure,
FIGS. 9A and 9B are graphs and images for explaining image transformation in which a smoothing filter is applied to a mapping function, according to an embodiment of the present disclosure;
10 is a flowchart illustrating a method of performing image conversion according to an embodiment of the present disclosure, and
11 is a system diagram for performing image conversion, in accordance with one embodiment of the present disclosure.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 개시에 대해 구체적으로 설명하기로 한다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The terminology used herein will be briefly described, and the present disclosure will be described in detail.
본 개시에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다. Although the terms used in this disclosure have taken into account the functions in this disclosure and have made possible general terms that are currently widely used, they may vary depending on the intent or circumstance of the person skilled in the art, the emergence of new technologies and the like. Also, in certain cases, there may be a term selected arbitrarily by the applicant, in which case the meaning thereof will be described in detail in the description of the corresponding invention. Accordingly, the terms used in this disclosure should be defined based on the meaning of the term rather than on the name of the term, and throughout the present disclosure.
본 개시의 실시 예들은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 특정한 실시 형태에 대해 범위를 한정하려는 것이 아니며, 개시된 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 실시 예들을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.The embodiments of the present disclosure are capable of various transformations and may have various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. It is to be understood, however, that it is not intended to limit the scope of the specific embodiments but includes all transformations, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the disclosure disclosed. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the following description of the embodiments of the present invention,
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The terms first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by terms. Terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구성되다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, the terms "comprise", "comprising" and the like are used to specify that there is a stated feature, number, step, operation, element, component, or combination thereof, But do not preclude the presence or addition of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
본 개시에서 "모듈" 혹은 "부"는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하며, 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 복수의 "모듈" 혹은 복수의 "부"는 특정한 하드웨어로 구현될 필요가 있는 "모듈" 혹은 "부"를 제외하고는 적어도 하나의 모듈로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서(미도시)로 구현될 수 있다.In this disclosure, "module" or "module " performs at least one function or operation, and may be implemented in hardware or software or a combination of hardware and software. Also, a plurality of " modules "or a plurality of" parts "may be implemented as at least one processor (not shown) integrated into at least one module, except" module " .
본 개시에서 사용되는 "매핑 함수"라는 용어는 "역 매핑(inverse Tone Mapping)"을 이용하여 이미지의 다이나믹 레인지를 변환하는 "역매핑 함수(inverse Tone Mapping function)"를 포함할 수 있다. The term "mapping function" used in this disclosure may include an " inverse Tone Mapping function " that transforms the dynamic range of an image using "inverse Tone Mapping ".
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 개시의 실시 예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 개시를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to embodiments of the present disclosure, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to the like elements throughout. However, the present disclosure may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order that the present disclosure may be more fully understood, the same reference numbers are used throughout the specification to refer to the same or like parts.
도 1은, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 전자 장치의 구성을 간략히 나타내는 블록도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a block diagram briefly illustrating the configuration of an electronic device according to one embodiment of the present disclosure;
도 1을 참조하면, 전자 장치(100)는 수신부(110), 디코딩부(120), 변환부(130), 및 디스플레이부(140)를 포함한다.Referring to FIG. 1, an
전자 장치(100)는 로우 다이나믹 레인지(Low Dynamic Range, LDR) 이미지 및 스탠다드 다이나믹 레인지(Standard Dynamic Range, SDR) 이미지를 외부 장치인 소스 디바이스로부터 입력 받아 원하는(desired) 다이나믹 이미지로 변환된 이미지를 디스플레이할 수 있다.The
예를 들어, 전자 장치(100)는 HDR 이미지를 디스플레이할 수 있는 디스플레이 장치일 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(100)는 HDR LCD TV, LED TV 등과 같이 피크 밝기(peak brightness)를 디스플레이하는 장치일 수 있다. 전자 장치(100)는 상술한 예에 한정되지 않으며, 스마트 폰, 태블릿, 랩탑, PC 모니터, CRT 디스플레이, LCD TV, OLED TV 등 다양한 디스플레이 장치일 수 있다.For example, the
예를 들어, 소스 디바이스는 SDR 이미지를 디스플레이할 수 있는 디스플레이 장치일 수 있다. 소스 디바이스는 방송국과 같은 콘텐츠 공급자(contents provider) 또는 전자 장치(100)와 결합된(coupled to) 이미지 처리 장치(예를 들어, Blue-RayTM, 네트워크 스트리밍 장치, 등)일 수 있다. 또한, 소스 디바이스는 노트북, 태블릿, 스마트폰 등일 수 있다.For example, the source device may be a display device capable of displaying SDR images. The source device may be a contents provider such as a broadcast station or an image processing device coupled to the electronic device 100 (e.g., Blue-Ray ™ , network streaming device, etc.). In addition, the source device may be a notebook, a tablet, a smart phone, and the like.
본 개시의 실시 예들에 따른 전자 장치(100)의 구성 요소 및 이미지 변환 방법은 소스 디바이스에 적용될 수도 있고, 최종 변환된 HDR 이미지를 디스플레이하는 타겟 디바이스에 적용될 수도 있다.The components of the
수신부(110)는 소스 디바이스로부터 제1 다이나믹 레인지를 가지는 인코딩된 제1 이미지(예: encoded image data)를 입력 받을 수 있다. 인코딩된 제1 이미지 데이터는 제1 다이나믹 레인지에서 밝기(luminance)를 가지는 제1 이미지에 관한 데이터일 수 있다. The receiving
예를 들어, 수신부(110)는 무선 또는 유선 네트워크 통신을 통해 소스 디바이스로부터 SDR 이미지의 이미지 처리 신호(image processing signal)을 입력 받을 수 있다. 수신부(110)는 소스 디바이스로부터 제1 이미지를 제2 다이나믹 레인지를 가지는 제2 이미지로 변환할 수 있는 매핑 함수 정보를 수신할 수 있다. 예를 들어, 매핑 함수 정보는, 매핑 함수를 생성할 수 있는 복수의 포인트 및 파라미터 등일 수 있다. 수신부(110)는 복수의 포인트 및 파라미터를 소스 디바이스로부터 메타데이터로 입력받을 수 있다. 복수의 포인트들은 제1 이미지의 장면(scene) 밝기 및 소스 디바이스의 디스플레이 밝기 변동 특성을 바탕으로 결정될 수 있다.For example, the receiving
수신부(110)에서 소스 디바이스로부터 매핑 함수 정보를 메타데이터로 수신할 때, 전자 장치(100)는 메타데이터로부터 복수의 포인트 및 파라미터 등을 추출하여 디코딩부(120)에 제공하고, 추출된 복수의 포인트 및 파라미터 등을 조절하여 사용자에게 적합한 매핑 함수를 생성하여 변환부(130)에 제공(supply)할 수 있다. When the receiving
디코딩부(120)는 인코딩된 제1 이미지의 밝기(luminance) 정보를 디코딩할 수 있다. 디코딩부(120)는 제1 다이나믹 레인지에서 밝기(luminance)를 가지는 제1 이미지를 디코딩할 수 있다. 디코딩부(120)는 디코딩된 제1 이미지를 변환부(130)에 제공할 수 있다.The
디스플레이부(140)는 변환부(130)에서 변환된 제2 다이나믹 레인지를 가지는 제2 이미지를 디스플레이에 디스플레이할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이부(140)는 HDR 이미지용 디스플레이를 포함할 수 있다. The
변환부(130)는 매핑 함수를 이용하여 디코딩부(120)에서 디코딩된 제1 이미지의 밝기 정보를 바탕으로 제1 이미지의 다이내믹 레인지(Dynamic Range)를 원하는 다이나믹 레인지를 가지는 제2 이미지로 변환할 수 있다.The converting
변환부(130)에서 이용하는 매핑 함수는, 소스 디바이스에서 생성한 매핑 함수일 수 있고, 전자 장치(100)의 제조시에 저장된 매핑 함수일 수도 있고, 그리고 소스 디바이스로부터 제공받은 매핑 함수 정보를 바탕으로 전자 장치(100)에서 생성한 매핑 함수일 수도 있다.The mapping function used by the
변환부(130)는 소스 디바이스의 디스플레이 밝기 변동 특성을 바탕으로 제1 이미지의 다이내믹 레인지를 원하는 다이나믹 레인지를 가지는 제2 이미지로 변환할 수 있다. 소스 디바이스의 디스플레이 밝기 변동 특성은 도 6a에서 상술하기로 한다. The converting
변환부(130)는 제1 이미지의 장면(scene) 밝기의 특성을 바탕으로 제1 이미지의 다이내믹 레인지를 변환할 수 있다.The
또한, 본 개시의 일 실시 예에 따라, 변환부(130)는 매핑 함수에 스무딩 필터(smoothing filter)를 적용하여 역 톤매핑(iTM, inverse Tone Mapping)에 의해 발생하는 이미지의 노이즈(단차)를 제거하고, 변환된 이미지의 다이내믹 레인지를 증가시킬 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present disclosure, the transforming
또한, 변환부(130)는 매핑 함수에 채도 보상을 적용하여 제1 이미지의 색상 및 채도(hue and saturation)을 유지하는 다이나믹 레인지 변환을 수행할 수 있다.In addition, the
본 개시의 일 실시 예에 따라, 제1 이미지의 밝기 정보는 제1 이미지의 밝기 값(luminance value)을 0에서 1로 정규화한 코드 값(code value)일 수 있다. According to one embodiment of the present disclosure, the brightness information of the first image may be a code value that normalizes the brightness value of the first image from 0 to 1. [
본 개시의 일 실시 예에 따른 매핑 함수는, 제1 이미지의 코드 값을 입력 값으로 가지는 조각별 선형 함수(piece-wise linear function)일 수 있다. 이때, 코드 값(code value)은 제1 이미지의 밝기 정보를 바탕으로 결정되는 복수의 포인트일 수 있다. The mapping function according to one embodiment of the present disclosure may be a piece-wise linear function with the code value of the first image as the input value. In this case, the code value may be a plurality of points determined based on the brightness information of the first image.
복수의 포인트들은 제1 이미지 및 변환된 제2 이미지의 흑색 레벨을 구성하는 쉐도우 포인트(shadow point), 제1 이미지 및 변환된 제2 이미지의 중간톤 레벨(gray)을 구성하는 미들 포인트(middle point), 그리고 제1 이미지 및 제2 이미지의 백색 레벨을 구성하는 피크 포인트(peak point)일 수 있다. 본 개시에 따른 복수의 포인트에 대한 상세한 설명은 도 2a 내지 도 5b에서 후술한다.The plurality of points include a shadow point constituting the black level of the first image and the converted second image, a middle point of the first image and a middle tone level (gray) of the converted second image, ), And a peak point that constitutes the white level of the first image and the second image. A detailed description of a plurality of points according to the present disclosure will be described later with reference to Figs. 2A to 5B.
또한, 매핑 함수는 역 톤매핑(inverse Tone Mapping)을 이용하는 매핑 함수일 수 있다.In addition, the mapping function may be a mapping function using inverse tone mapping.
따라서, 매핑 함수 그래프의 x축 값은 제1 이미지의 밝기 값(luminance value)을 0에서 1로 정규화한(normalized) 코드 값(code value)일 수 있다. 또한, 매핑 함수 그래프의 y축 값은 제1 이미지의 코드 값에 따른 전자 장치(100)의 디스플레이 밝기(nit 또는 cd/m2)일 수 있다. (1 nit= 1 cd/m2, the unit of luminance candela per square meter)Accordingly, the x- axis value of the mapping function graph may be a code value normalized from 0 to 1 for the luminance value of the first image. In addition, the y- axis value of the mapping function graph may be the display brightness (nit or cd / m < 2 >) of the
본 개시의 실시 예들에 따른, 매핑 함수 및 매핑 함수를 이용한 이미지 변환 방법에 대해서는 도 2a 내지 도 11에서 상세히 설명하기로 한다.The mapping function and the image conversion method using the mapping function according to the embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to FIG. 2A to FIG.
도 2a는, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 매핑 함수를 간략히 나타내는 그래프이다.Figure 2a is a graph that briefly illustrates a mapping function, in accordance with one embodiment of the present disclosure.
일반적으로 SDR 이미지를 HDR 이미지용 디스플레이에 디스플레이하기 위해 iTM(inverse Tone Mapping)이 이용된다. iTM을 이용하여 이미지를 변환할 때, iTM 양자화에 의해 노이즈가 발생할 수 있다.In general, an inverse tone mapping (iTM) is used to display an SDR image on a display for HDR images. When converting an image using iTM, noise may be generated by iTM quantization.
본 개시의 일 실시 예에 따라, 전자 장치(100)는 제1 이미지의 다이나믹 레인지를 확장하여 제2 이미지로 변환하기 위해 iTM을 이용한 커브형 매핑 함수를 이용할 수 있다. 또한, 전자 장치(100)는 매핑 함수에 스무딩 필터(smoothing filter)를 적용하여 이미지 변환 시 발생하는 단차(예를 들어, 노이즈, 컬러 컨투어 등)를 제거할 수 있다.According to one embodiment of the present disclosure, the
도 2a의 상단의 그래프(a)는 종래의 매핑 함수를 도시한 것이다. 일반적으로, LDR(Low Dynamic Range) 이미지 및 SDR(Standard Dynamic Range) 이미지를 HDR(High Dynamic Range) 이미지로 변환하여 디스플레이할 때, 종래의 매핑 함수는 직선형이다. 또한, 종래의 매핑 함수를 커브형 함수로 생성하고자 할 때, 종래의 매핑 함수는 다수의 x좌표의 포인트(입력 영상의 밝기 값)들이 필요하다.The graph (a) at the top of FIG. 2A shows a conventional mapping function. Generally, when converting an LDR (Low Dynamic Range) image and an SDR (Standard Dynamic Range) image into an HDR (High Dynamic Range) image, the conventional mapping function is linear. In addition, when a conventional mapping function is to be generated as a curve-like function, a conventional mapping function requires a plurality of points (brightness values of the input image) of x coordinates.
따라서, 종래의 매핑 함수를 이용하여 이미지를 변환할 때, 변환된 이미지에서는 단차 및 컬러 컨투어가 발생하는 문제가 있다.Therefore, when an image is converted using a conventional mapping function, there is a problem that a step and a color contour are generated in the converted image.
도 2a의 하단의 그래프(b)는 본 개시의 일 실시 예에 따른 매핑 함수를 도시한 것이다. 본 개시의 일 실시 예에 따른, 매핑 함수는 N개의 포인트로 이루어진 조각별 선형 함수(piece-wise linear function)이다. 따라서, 본 개시에 따른 매핑 함수는 모든 형태의 커브형 그래프를 생성할 수 있다. 또한, 커브형 매핑 함수에 스무딩 필터를 적용하여 매핑 함수를 생성하는 N개의 포인트에서 발생하는 단차를 제거할 수 있다.The graph (b) at the bottom of FIG. 2A shows the mapping function according to one embodiment of the present disclosure. According to one embodiment of the present disclosure, the mapping function is a piece-wise linear function of N points. Thus, the mapping function according to the present disclosure can generate all types of curve-like graphs. In addition, a smoothing filter may be applied to the curve-like mapping function to remove the step that occurs at the N points creating the mapping function.
도 2b는, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 매핑 함수의 3-레벨 세그멘테이션(3-level segmentation)을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 2B is a diagram for describing a 3-level segmentation of a mapping function, according to an embodiment of the present disclosure. FIG.
본 개시의 일 실시 예에 따라, 제1 이미지는 세 개의 레벨을 가지는 영역으로 구분될 수 있다. 예를 들어, 세 개의 레벨은 제1 이미지의 흑색 레벨인 저계조, 제1 이미지의 회색 레벨인 중계조, 그리고 제1 이미지의 백색 레벨인 고계조 영역으로 구분될 수 있다. According to one embodiment of the present disclosure, the first image can be divided into regions having three levels. For example, the three levels may be classified into a low gray level, which is the black level of the first image, a gray level of the first image, and a high gray level area, which is the white level of the first image.
도 2b의 첫 번째 그래프(a)는, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 소스 디바이스 및 전자 장치(100)에서 매핑 함수를 생성할 수 있는 브레이크 포인트를 선정하는 것을 설명하기 위한 히스토그램이다. The first graph (a) of FIG. 2B is a histogram for explaining the selection of a breakpoint that can generate a mapping function in the source device and
본 개시의 일 실시 예에 따른 매핑 함수는, 제1 이미지의 3-레벨 세그멘테이션(저계조, 중계조, 고계조) 경계를 구분하는 브레이크 포인트를 매핑 함수를 생성할 수 있는 복수의 포인트로 가질 수 있다.A mapping function according to an embodiment of the present disclosure may have a plurality of points capable of generating a mapping function that breakpoints that distinguish three-level segmentation (low gray level, gray level, high gray level) have.
본 개시의 일 실시 예에 따라, 브레이크 포인트들은 이미지를 구성하는 픽셀의 흑색 레벨의 임계값인 쉐도우 포인트, 픽셀의 중간톤 레벨의 임계값인 미들 포인트, 픽셀의 백색 레벨의 임계값인 피크 포인트일 수 있다. In accordance with one embodiment of the present disclosure, breakpoints are defined as a shadow point that is a threshold of the black level of the pixels that make up the image, a middle point that is a threshold of the middle tone level of the pixel, a peak point that is a threshold of the white level of the pixel .
예를 들어, 소스 디바이스는 SDR(Standard Dynamic Range) 이미지를 오츠 알고리즘(Otsu Algorithm)을 이용하여 세 클래스(3 level class)로 나눌 수 있다. 이때, 소스 디바이스는 SDR 이미지의 픽셀 밝기가 상대적으로 비슷한 클래스들을 SDR 이미지를 구성하는 픽셀 밝기 클래스(저계조, 중계조, 고계조)로 분류할 수 있다. 세 클래스의 픽셀 밝기 값의 계곡점(valley point)은 각각의 클래스에서 임계값(Threshold)이 될 수 있다.For example, a source device can divide an SDR (Standard Dynamic Range) image into three level classes using the Otsu Algorithm. At this time, the source device can classify the classes of the SDR image having relatively similar pixel brightness into the pixel brightness class (low gray level, relay gray level, high gray level) constituting the SDR image. The valley point of the three classes of pixel brightness values can be a threshold in each class.
그리고 본 개시의 일 실시 예에 따라, 계곡점(valley point)의 임계값은 각각의 클래스간 분산(within-class variance)을 최대화하여 결정될 수 있다. 또한, 클래스간 분산(between-class variance)은 저계조, 중계조, 고계조 클래스의 임계값 선택 포인트들에 각각 상이한 값을 곱하여 결정될 수 있다.And, according to one embodiment of the present disclosure, the threshold of the valley point can be determined by maximizing the within-class variance. In addition, the between-class variance can be determined by multiplying the threshold selection points of the low gradation, the intermediate gradation, and the high gradation class by different values, respectively.
예를 들어, 저계조의 임계값을 이루는 계곡점(valley point)은 쉐도우 포인트, 중계조의 임계값을 이루는 계곡점(valley point)은 미들 포인트, 그리고 고계조의 임계값을 이루는 계곡점(valley point)은 피크 포인트일 수 있다. 이때, 클래스간 분산(between-class variance)은 쉐도우 포인트에는 1을 곱하고(iTMx1), 미들 포인트에는 2를 곱하고(iTMx2), 피크 포인트에는 3을 곱하여(iTMx2) 최대화될 수 있다. For example, a valley point forming a threshold value of a low gray level is a shadow point, a valley point forming a threshold value of a relay group is a middle point, and a valley point having a high gray level threshold ) May be a peak point. At this time, the between-class variance can be maximized by multiplying the shadow point by 1 (iTMx1), multiplying the middle point by 2 (iTMx2), and multiplying the peak point by 3 (iTMx2).
도 2b의 두 번째 그래프(b)는, 오츠 알고리즘(Otsu Algorithm)에 의해 도출된 iTM(inverse Tone Mapping)의 커브 파라미터(iTMx1, iTMx2, iTMx3)에 의해, 소스 디바이스 및 전자 장치(100)에서 iTM 커브 그래프를 생성하는 것을 설명하기 위한 것이다. The second graph (b) of FIG. 2B shows the relationship between the source device and the iTM (iTMx2) of the
예를 들어, 저계조 커브 파라미터 iTMx1은 iTM 커브 그래프의 쉐도우 포인트, 중계조 커브 파라미터 iTMx2는 iTM 커브 그래프의 미들 포인트, 고계조 커브 파라미터 iTMx3은 iTM 커브 그래프의 피크 포인트가 될 수 있다. 그리고 세 개의 커브 파라미터들은(iTMx1, iTMx2, iTMx3)은 매핑 함수의 가로축을 이루는 복수의 포인트로서 조각별 선형 함수(piecewise linear function)를 생성할 수 있다.For example, the low gray scale curve parameter iTMx1 may be the shadow point of the iTM curve graph, the relay gray curve parameter iTMx2 may be the middle point of the iTM curve graph, and the high gray scale curve parameter iTMx3 may be the peak point of the iTM curve graph. And the three curve parameters (iTMx1, iTMx2, iTMx3) can generate a piecewise linear function as a plurality of points that are the abscissa of the mapping function.
도 2b의 세 번째 도면(c)은, 소스 디바이스로부터 입력 받은 100nit 밝기의 SDR 이미지를 3 레벨 세그멘테이션(segmentation)하여 iTM 커브 파라미터를 도출한 이미지를 도시한 것이다. 오리지널 SDR 이미지는 오츠 알고리즘(Otsu Algorithm)에 의해 밝기가 상대적으로 비슷한 세 개의 클래스인 흑색, 회색, 백색의 3-레벨 세그멘테이션(3 level segmentation)을 가진다. 따라서, 본 개시의 일 실시 예에 따라, 소스 디바이스에서 오츠 알고리즘을 이용하여 분류된 제1 이미지의 3-레벨 세그멘테이션을 바탕으로, 전자 장치(100)는 제1 이미지의 고계조(백색 레벨)에서 하이라이트(highlight)를 쉽게 검출할 수 있다.The third diagram (c) of FIG. 2B shows an image obtained by three-level segmentation of the SDR image of 100 nit brightness inputted from the source device to derive the iTM curve parameter. The original SDR image has three levels of 3-level segmentation of black, gray, and white, which are relatively similar in brightness by the Otsu Algorithm. Thus, in accordance with one embodiment of the present disclosure, based on the three-level segmentation of the first image classified using the Otsu algorithm at the source device, the
상술한 실시 예에 따라, 소스 디바이스는 오츠 알고리즘(Otsu Algorithm)을 이용하여 선정된 브레이크 포인트 정보(복수의 포인트)를 이용하여 매핑 함수를 생성할 수 있다. 매핑 함수를 생성하는 브레이크 포인트(복수의 포인트) 정보, iTM 커브 파라미터 정보, 및 스무딩 필터의 파라미터 정보 등은 매핑 함수 정보일 수 있다. 소스 디바이스는 생성된 매핑 함수 정보를 전자 장치(100)에 제공(supply)할 수 있다. According to the above-described embodiment, the source device can generate the mapping function using the selected breakpoint information (a plurality of points) using the Otsu Algorithm. The breakpoint (multiple points) information for generating the mapping function, the iTM curve parameter information, and the parameter information of the smoothing filter may be mapping function information. The source device may supply the generated mapping function information to the
또한, 소스 디바이스는 매핑 함수 정보를 메타데이터로 생성할 수 있다. 소스 디바이스는 생성된 메타데이터를 전자 장치(100)에 매핑 함수 정보로 제공(supply)할 수 있다.Also, the source device may generate the mapping function information as metadata. The source device may supply the generated metadata to the
전자 장치(100)는, 소스 디바이스로부터 메타데이터를 제공받을 때, 제공 받은 메타데이터로부터 브레이크 포인트 및 파라미터 정보 등을 추출할 수 있다. 이때, 전자 장치(100)는 소스 디바이스에서 생성된 매핑 함수를 복원하거나 전자 장치(100)의 제조시에 내장된 매핑 함수를 이용하여, 메타데이터로부터 추출한 브레이크 포인트 및 파라미터를 조절하여 사용자에게 적합한 매핑 함수를 생성할 수 있다. 따라서, 전자 장치(100)는 생성된 매핑 함수를 이용하여 소스 디바이스로부터 입력 받은 제1 이미지를 전자 장치(100)에 적합한 다이나믹 레인지를 가지는 제2 이미지로 변환할 수 있다.When receiving the metadata from the source device, the
도 3a는, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 매핑 함수를 구체화하여 도시한 그래프이다.Figure 3A is a graph illustrating a mapping function in accordance with one embodiment of the present disclosure.
도 3a를 참조하면, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 매핑 함수는 제1 이미지의 장면(scene)의 밝기 특성 및 소스 디바이스(예: SDR 이미지용 디스플레이)의 밝기 변동 특성을 기반으로 판단된 복수의 포인트들로 이루어진 조각별 선형 함수(piecewise linear function)인 커브형 함수이다.3A, a mapping function, according to one embodiment of the present disclosure, may be used to generate a plurality (e.g., a plurality of) of images determined based on the brightness characteristics of the scene of the first image and the brightness variation characteristics of the source device Which is a piecewise linear function of points of the curve-shaped function.
예를 들어, 복수의 포인트들은, 도 2a 및 도 2b에서 상술한 바와 같이, 흑색 레벨인 쉐도우 포인트(Shadow Point), 중간톤 레벨인 미들 포인트(Middle Point), 및 백색 레벨인 피크 포인트(Peak Point)를 포함할 수 있다. For example, the plurality of points may have a shadow point that is a black level, a middle point that is a middle tone level, and a peak point that is a white level, as described in Figs. 2A and 2B. ).
예를 들어, 쉐도우 포인트는 SDR 이미지의 흑색 레벨로부터 변환된 HDR 이미지를 전자 장치(100)(예: HDR 이미지용 디스플레이)의 흑색 레벨로 변환될 수 있다. 이때, SDR 이미지(예: SDR 이미지용 디스플레이)밝기와 HDR 이미지용 디스플레이의 밝기 비율에 따라, 전자 장치(100)는 SDR 이미지의 저계조 블랙을 전자 장치(100)(예: HDR 이미지용 디스플레이)의 블랙 레벨에서 유지할 수 있다.For example, the shadow point may be converted from the black level of the SDR image to the black level of the electronic device 100 (e.g., display for HDR images). At this time, depending on the brightness of the SDR image (e.g., display for SDR image) and the brightness ratio of the display for HDR image, the
예를 들어, 도 2a에서 도출된 3-레벨 세그멘테이션 중 저계조 블랙 구간에서는, 전자 장치(100)(예: HDR 이미지용 디스플레이)는 소스 디바이스(예: SDR 이미지용 디스플레이)에서의 제1 이미지의 밝기를 유지하도록 할 수 있다. For example, in the low gray level black section of the three-level segmentation derived in FIG. 2A, the electronic device 100 (e.g., display for HDR images) The brightness can be maintained.
예를 들어, 그래프의 원점(0, 0)으로부터 쉐도우 포인트에서 입력된 코드 값(code value)의 기울기(d)가 0.1이하의 값을 가질 때(d=nit/code value, HDR 이미지용 디스플레이의 밝기/코드 값), 전자 장치(100)는 기울기가 0.1이하인 구간을 저계조 블랙 유지 구간으로 판단할 수 있다. 그러나 상술한 기울기 값(예: d=0.1)에 따른 저계조 블랙 유지 구간은 본 개시를 설명하기 위한 일 실시 예일 뿐, 이에 한정되지 않고 다양하게 변경 구현할 수 있다.For example, when the slope (d) of the code value entered at the shadow point from the origin (0, 0) of the graph has a value less than 0.1 (d = nit / code value, Brightness / code value), the
피크 포인트(Peak Point)는 제1 이미지의 백색 레벨로부터 전자 장치(100)(예: HDR 이미지용 디스플레이)의 백색 레벨로 변환될 수 있다. 피크 포인트는 제1 이미지의 장면(Scene) 최대 밝기가 전자 장치(100)의 최대 밝기로 매핑된 값일 수 있다.The peak point may be converted from the white level of the first image to the white level of the electronic device 100 (e.g., a display for an HDR image). The peak point may be a value at which the scene maximum brightness of the first image is mapped to the maximum brightness of the
예를 들어, 일반적으로 SDR 이미지의 픽셀 밝기는 0~200 nit일 수 있다. 역 톤매핑(iTM, inverse Tone Mapping)을 이용하여 SDR 이미지를 HDR 이미지로 변환할 때, SDR 이미지의 0~200 nit의 픽셀 밝기는 0~1(0~200nit/200nit)로 정규화된 코드 값(code value)으로 변환될 수 있다. For example, in general, the pixel brightness of an SDR image may be from 0 to 200 nit. When converting an SDR image to an HDR image using inverse tone mapping (iTM), the pixel brightness of 0 to 200 nits of the SDR image is converted to a code value (0 to 200 nit / 200 nit) normalized to 0 to 1 code value < / RTI >
본 개시의 일 실시 예에 따라, SDR 이미지는 예를 들어 석양(sunset), 일출, 등과 같은 장면 모드에 따라 이미지의 최대 픽셀 밝기가 상이한 값을 가질 수 있다. 예를 들어, SDR 이미지가 석양(sunset) 이미지일 때, SDR 이미지의 최대 픽셀 밝기는 140 nit로 일반 이미지의 최대 픽셀 밝기인 200nit 보다 낮을 수 있다. According to one embodiment of the present disclosure, the SDR image may have a different maximum pixel brightness of the image, depending on scene modes such as, for example, sunset, sunrise, and the like. For example, when the SDR image is a sunset image, the maximum pixel brightness of the SDR image may be 140 nits, which is lower than the maximum pixel brightness of the regular image, 200 nits.
이때, 장면이 석양(sunset)인 SDR 이미지의 최대 픽셀 밝기(Scene Max)는 0~140 nit를 정규화한 값의 최대 값인 0.7(140nit/200nit)일 수 있다. 따라서, 전자 장치(100)는 SDR 이미지의 장면 최대 밝기(Scene max)(code value=0.7)에서 최대 밝기를 가질 수 있다.At this time, the maximum pixel brightness (Scene Max) of the SDR image where the scene is the sunset may be 0.7 (140nit / 200nit) which is the maximum value of the normalized values of 0 to 140 nit. Thus, the
즉, 전자 장치(100)는 쉐도우 포인트에서는 소스 디바이스(예: SDR 이미지용 디스플레이)에서의 밝기를 유지하고, 피크 포인트에서는 SDR 이미지의 장면 최고 밝기 픽셀 값(max code value)을 전자 장치(100)(예: HDR 이미지용 디스플레이 )의 피크 밝기로 매핑하여 SDR 이미지의 전체 밝기를 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 전자 장치(100)는 변환된 HDR 이미지에서 SDR 이미지의 흑색 레벨 다이나믹 레인지는 그대로 유지하고, SDR 이미지의 백색 레벨의 다이나믹 레인지는 확장된 HDR 이미지를 획득할 수 있다. 따라서, SDR 이미지의 장면 최대 밝기에 따라 전자 장치(100)(예: HDR 이미지용 디스플레이)의 최대 밝기가 변함에 따라, 전자 장치(100)는 SDR 이미지의 장면에 적합한 더 확장된 영역의 다이나믹 레인지를 가진 HDR 이미지를 획득할 수 있다.That is, the
도 3b 및 도 3c는, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 매핑 함수를 이용한 이미지 변환을 설명하기 위한 이미지들이다.Figures 3B and 3C are images for explaining image conversion using a mapping function, according to one embodiment of the present disclosure.
도 3b는 도 3a에서 상술한 특징이 적용된 이미지를 도시한 도면이다. 도 3b를 참조하면, 상단의 이미지(a)는 SDR 이미지에 기존의 역 톤매핑이 적용된 HDR 이미지이다. 도 3b의 하단의 이미지(b)는 SDR 이미지에 본 개시의 일 실시 예에 따른 역 톤매핑을 이용한 매핑 함수가 적용된 HDR 이미지이다.FIG. 3B is a diagram showing an image to which the above-described characteristic is applied in FIG. 3A. Referring to FIG. 3B, the upper image (a) is an HDR image to which the conventional reverse tone mapping is applied to the SDR image. The image (b) at the bottom of FIG. 3B is an HDR image to which the mapping function using the reverse tone mapping according to one embodiment of the present disclosure is applied to the SDR image.
표 1은, 본 개시의 일 실시 예에 따라, 도 3b의 Sunset horse 장면의 SDR 이미지에 본 개시의 매핑 함수를 적용할 때, 변환된 HDR 이미지(도 3b의 그림 b)의 밝기 변화량을 나타낸다. Table 1 shows the amount of change in brightness of the converted HDR image (FIG. 3B, b) when applying the mapping function of this disclosure to the SDR image of the Sunset horse scene of FIG. 3B, according to one embodiment of the present disclosure.
예를 들어, SDR 이미지의 장면이 석양일 때, SDR 이미지의 평균 픽셀 밝기(Average Pixel Level)는 44에서 iTM(inverse Tone Mapping) 처리 후 41로 3만큼 감소될 수 있다. SDR 이미지의 최고 밝기 픽셀 값은 232에서 iTM(inverse Tone Mapping) 처리 후 255로 20 픽셀이 증가될 수 있다. 그리고 SDR 이미지의 전체 밝기는 455 nit에서 iTM 처리 후 555 nit로 100 nit의 밝기가 증가되는 효과를 얻을 수 있다. 즉, 석양 장면의 SDR 이미지에서 쉐도우 포인트(흑색 레벨)는 SDR 이미지의 흑색 레벨을 유지하고, 피크 포인트(백색 레벨, 하이라이트)는 SDR 이미지의 최대 밝기를 전자 장치(100)에 매핑하여, 변환된 HDR 이미지의 평균 픽셀 밝기(APL)는 감소하나 전체 밝기(nit)는 증가하는 효과를 얻을 수 있다.For example, when the scene of the SDR image is sunset, the Average Pixel Level of the SDR image may be reduced by 44 from 3 to 41 after the inverse tone mapping (iTM) process. The maximum brightness pixel value of the SDR image may be increased from 255 to 255 by 20 pixels after the inverse tone mapping (iTM) process. The total brightness of the SDR image is increased from 455 nits to 555 nits after the iTM processing. That is, the shadow point (black level) in the SDR image of the sunset scene maintains the black level of the SDR image and the peak point (white level, highlight) maps the maximum brightness of the SDR image to the
따라서, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 도 3b의 하단의 HDR 이미지(b)는 종래의 iTM 을 적용한 HDR 이미지(a)보다 피크 레벨에서 더 확장된 다이나믹 레인지를 가질 수 있다. Thus, according to an embodiment of the present disclosure, the HDR image (b) at the bottom of FIG. 3B may have a dynamic range that is broader at the peak level than the HDR image (a) to which the conventional iTM is applied.
미들 포인트는 SDR 이미지의 중간톤 레벨인 회색 레벨로부터 전자 장치(100)(예: 변환된 HDR 이미지용 디스플레이)의 중간톤 레벨로 변환될 수 있다. 미들 포인트에 대한 상세한 설명은 도 5a 내지 도 7에서 후술한다. The middle point may be converted from the gray level, which is the mid-tone level of the SDR image, to the mid-tone level of the electronic device 100 (e.g., the display for the converted HDR image). The details of the middle point will be described later with reference to FIGS. 5A to 7.
도 3c는 도 2b 및 도 3b에서 상술한 본 개시의 매핑 함수를 이용하여 SDR 이미지를 HDR 이미지로 변환하는 것을 설명하기 위한 이미지들이다.3C are images for explaining the conversion of the SDR image into the HDR image using the mapping function of the present disclosure described above in FIGS. 2B and 3B.
도 3c를 참조하면, 소스 디바이스(예: SDR 이미지용 디스플레이 장치)는 SDR 이미지(그림 a)로부터, 도 2b에서 상술한 오츠(otsu) 알고리즘을 이용하여, 3-레벨 세그멘테이션인 저계조(흑색), 중계조(회색), 고계조(백색) 구간을 구분할 수 있다(그림 c). 또한, 소스 디바이스는 3-레벨 세그멘테이션의 각 구간에 대응하는 iTM 커브 파라미터인 쉐도우 포인트, 미들 포인트, 피크 포인트를 선정할 수 있다. 소스 디바이스로부터 iTM 커브 파라미터를 메타 데이터로 제공받을 때, 전자 장치(100)는 매핑 함수를 복원하고 메타데이터로부터 iTM 커브 파라미터 및 복수의 포인트를 추출하여 사용자에 적합한 매핑 함수를 생성할 수 있다.Referring to FIG. 3C, a source device (e.g., a display device for an SDR image) generates a low gray level (black) image, which is a three-level segmentation, from an SDR image (FIG. , Relay (gray), and high gray (white) sections (Fig. C). In addition, the source device can select shadow points, middle points, and peak points, which are iTM curve parameters corresponding to each section of 3-level segmentation. Upon receiving the iTM curve parameters from the source device as metadata, the
본 개시의 일 실시 예에 따라, 전자 장치(100)는 전자 장치(100)의 디스플레이에서 저계조(블랙) 구간의 밝기는 입력 SDR 이미지의 밝기를 유지하고, 고계조(백색) 구간의 밝기는 SDR 이미지의 장면(scene) 최대 밝기인 고계조의 하이라이트를 피크 포인트로 설정할 수 있다. 따라서, 전자 장치(100)는 매핑 함수를 이용하여 SDR 이미지(그림 a)를 종래의 HDR 이미지(그림 b)보다 고계조의 밝기 영역이 확장된 다이나믹 레인지를 가지는 HDR 이미지(그림 d)를 획득할 수 있다. According to one embodiment of the present disclosure, the
도 4a는, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 매핑 함수의 피크 포인트를 설명하기 위한 그래프이다.Figure 4A is a graph for illustrating the peak point of the mapping function, in accordance with one embodiment of the present disclosure.
도 4a를 참조하면, 종래에는 제1 이미지의 최대 백색 포인트 밝기를 HDR 이미지용 디스플레이(Target TV)의 피크 포인트로 매핑하는 매핑 함수를 이용한다(410). 그러나, 본 개시의 일 실시 예에 따른, HDR 이미지용 디스플레이의 최대 밝기는 제1 이미지의 장면(scene) 최대 밝기가 피크 포인트로 매핑될 수 있다(420). 표 1에서 상술한 바와 같이, 본 개시의 일 실시 예에 따른 매핑 함수를 이용하여 SDR 이미지를 HDR 이미지로 변환할 때, 변환된 HDR 이미지의 평균 픽셀 밝기는 감소되지만, 최고 밝기를 가지는 픽셀 값과 이미지의 전체 밝기는 증가된다. 따라서, 전자 장치(100)는 SDR 이미지의 백색 레벨에서 더 넓은 다이나믹 레인지를 가지는 HDR 이미지를 획득할 수 있다.Referring to FIG. 4A, a mapping function for mapping the maximum white point brightness of a first image to a peak point of a target TV for an HDR image (410) is conventionally used. However, according to one embodiment of the present disclosure, the maximum brightness of a display for an HDR image may be mapped to a peak point of a scene maximum brightness of a first image (420). As described above in Table 1, when converting an SDR image to an HDR image using a mapping function according to an embodiment of the present disclosure, the average pixel brightness of the converted HDR image is reduced, but the pixel value having the highest brightness and The overall brightness of the image is increased. Thus, the
도 4b는, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 매핑 함수를 이용한 피크 포인트 및 쉐도우 포인트에서 이미지 변환을 설명하기 위한 이미지들이다.4B are images for explaining image conversion at peak points and shadow points using a mapping function, according to one embodiment of the present disclosure.
도 4b를 참조하면, 입력된 SDR 이미지(그림 a)는 본 개시의 3-레벨 세그멘테이션을 기반으로 저계조(흑색), 중계조(회색), 고계조(백색)로서 구분될 수 있다(그림 b). 이때, 도 4a에서 상술한 바와 같이, SDR 이미지의 고계조(백색)의 최고 밝기를 iTM(inverse Tone Mapping)을 이용하여 전자 장치(100)(예: HDR 이미지용 디스플레이)의 최대 밝기로 매핑할 수 있다(그림 d). 따라서, 전자 장치(100)는 SDR 이미지(그림 a)를 종래의 iTM을 이용한 HDR 이미지(그림 b)보다 확장된 다이나믹 레인지를 가지는 HDR 이미지(그림 d)로 변환할 수 있다.Referring to Fig. 4B, the input SDR image (Fig. A) can be classified as low gray level (black), relay gray level, high gray level (white) based on the 3-level segmentation of the present disclosure ). 4A, the highest brightness of the high gradation (white) of the SDR image is mapped to the maximum brightness of the electronic device 100 (e.g., display for the HDR image) using the inverse tone mapping (iTM) (Figure d). Thus, the
도 5a는, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 매핑 함수의 미들 포인트를 설명하기 위한 그래프이다.5A is a graph for illustrating the middle point of a mapping function, according to one embodiment of the present disclosure.
미들 포인트는 제1 이미지의 중간톤 레벨인 회색 레벨을 전자 장치(100)(예: HDR 이미지용 디스플레이)의 중간톤 레벨로 변환될 수 있다.The middle point may be converted to a mid-tone level of the electronic device 100 (e.g., a display for an HDR image) that is a mid-tone level of the first image.
도 5a를 참조하면, 미들 포인트는 소스 디바이스(예: SDR 이미지용 디스플레이)의 밝기 변동 특성을 기반으로 제1 이미지(예: SDR 이미지)의 평균 밝기(Average Pixel Level)에 따라 조절될 수 있다. Referring to FIG. 5A, the midpoint may be adjusted according to the Average Pixel Level of the first image (e.g., SDR image) based on the brightness variation characteristics of the source device (e.g., a display for SDR images).
예를 들어, SDR 이미지용 디스플레이의 패널 밝기 변동 특성에 따라 SDR 이미지의 평균 밝기(Average Pixel Level)는 감소될 수 있다. SDR 이미지용 디스플레이 패널의 밝기가 어두워질 때, SDR 이미지의 APL이 감소된다. 이때, 디스플레이 패널의 밝기가 어두워지는 부분에서 남는 전력을 이용하여 SDR 이미지의 피크 밝기를 증가시킬 수 있다.For example, the Average Pixel Level of the SDR image may be reduced depending on the panel brightness variation characteristics of the display for the SDR image. When the brightness of the display panel for the SDR image becomes dark, the APL of the SDR image is reduced. At this time, the peak brightness of the SDR image can be increased by using the power remaining in the dark part of the brightness of the display panel.
또 다른 예로, 미들 포인트는 도 3a 내지 도 4b에서 상술한 SDR 이미지의 장면(scene) 밝기 특성을 기반으로 SDR 이미지의 평균밝기(Average Pixel Level)를 감소시켜 조절될 수 있다.As another example, the midpoint may be adjusted by reducing the Average Pixel Level of the SDR image based on the scene brightness characteristic of the SDR image described in FIGS. 3A through 4B.
따라서, 미들 포인트는 SDR 이미지의 APL의 감소에 따라 HDR 이미지의 중계조의 밝기가 변경될 수 있다.Therefore, the middle point can change the brightness of the relay group of the HDR image as the APL of the SDR image decreases.
도 5b는, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 미들 포인트에서 매핑 함수를 이용한 이미지 변환을 설명하기 위한 이미지들이다.5B are images for explaining image transformation using a mapping function at a middle point according to an embodiment of the present disclosure.
도 5b의 상단 이미지(그림 a)는 종래의 iTM(inverse Tone Mapping)을 이용하여 SDR 이미지가 HDR 이미지로 변환된 이미지이다. 도 5b의 하단 이미지(그림 b)는 본 개시의 일 실시 예에 따른 매핑 함수를 이용하여 SDR 이미지가 HDR 이미지로 변환된 이미지이다.5B is an image obtained by converting an SDR image into an HDR image using a conventional inverse tone mapping (iTM). 5B is an image in which the SDR image is converted to the HDR image using the mapping function according to one embodiment of the present disclosure.
표 2는, 본 개시의 일 실시 예에 따라, 도 5b의 HDR 이미지(그림 b)에서 밝기 변화량을 나타낸다. Table 2 shows the amount of brightness change in the HDR image (Figure b) of Figure 5b, according to one embodiment of the present disclosure.
표 2를 참조하면, 중계조 구간에서 소스 디바이스(예: SDR 이미지용 디스플레이)의 밝기 특성에 따라 SDR 이미지의 평균 밝기(Average Pixel Level)를 감소시켜 HDR 이미지의 피크 밝기를 증가시킬 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 6a 및 도 6b에서 후술한다. Referring to Table 2, it is possible to increase the peak brightness of the HDR image by decreasing the average pixel level of the SDR image according to the brightness characteristic of the source device (for example, display for SDR image) in the relay interval. A detailed description thereof will be described later with reference to Figs. 6A and 6B.
따라서, 본 개시의 일 실시 예에 따른 HDR 이미지(그림 b)는 SDR 이미지용 디스플레이 밝기 특성 변화 및 SDR 이미지의 장면 밝기 특성에 따라 종래의 HDR 이미지(그림 a)보다 더 넓은 다이나믹 레인지를 가질 수 있다. Thus, an HDR image (Fig. B) according to an embodiment of the present disclosure may have a wider dynamic range than a conventional HDR image (Fig. A), depending on the display brightness characteristics change for the SDR image and the scene brightness characteristics of the SDR image .
도 6a은, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 디스플레이의 밝기 변동 특성을 설명하기 위한 도면이다.6A is a diagram for explaining brightness variation characteristics of a display according to an embodiment of the present disclosure;
일반적으로, 디스플레이의 리얼 피크 값(real peak value)은 영상의 백그라운드의 백색 패치 사이즈(white patch size) 및 백그라운드 회색 레벨(background gray level)을 변화시키면서 획득(obtain)될 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에서, 중계조 구간은 회색 레벨일 수 있다. In general, the real peak value of the display can be obtained by varying the white patch size and the background gray level of the background of the image. In one embodiment of the present disclosure, the relay tune period may be a gray level.
도 6a를 참조하면, 디스플레이는 피크 레벨에서 1,000 nit의 밝기를 전달(deliver)할 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따라, SDR 이미지의 입력 피크(Input Peak)는 매핑 함수를 이용하여 APL(Average Pixel Level) 및 백색 패치 사이즈(White Patch Size)를 감소시킬 수 있다. Referring to FIG. 6A, the display can deliver 1,000 nits of brightness at the peak level. According to one embodiment of the present disclosure, the Input Peak of the SDR image may be reduced in APL (Average Pixel Level) and White Patch Size using a mapping function.
즉, 본 개시 일 실시 예에 따른 매핑 함수를 이용하여 SDR 이미지용 디스플레이(예: 소스 디바이스)의 백그라운드 회색 레벨 및 백그라운드 백색 패치 사이즈가 작아지도록 변화시킬 수 있다. 이를 이용하여, 도 5a 및 도 5b에 상술한 바와 같이, SDR 이미지의 APL을 감소시켜 변환되는 HDR 이미지의 피크 밝기를 증가시킬 수 있다. 따라서, 전자 장치(100)는 종래의 iTM을 이용하여 SDR 이미지를 HDR 이미지로 변환한 것보다 더 확장된 다이나믹 레인지를 가지는 HDR 이미지를 획득할 수 있다.That is, the mapping function according to one embodiment of the present disclosure may be used to change the background gray level and background white patch size of a display (e.g., source device) for SDR images to be smaller. Using this, it is possible to increase the peak brightness of the converted HDR image by decreasing the APL of the SDR image, as described above with reference to FIGS. 5A and 5B. Accordingly, the
도 6b는, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 매핑 함수의 미들 포인트에서 디스플레이 밝기 변동 특성에 따른 매핑 함수를 설명하기 위한 그래프이다.6B is a graph for explaining the mapping function according to the display brightness variation characteristic at the middle point of the mapping function according to an embodiment of the present disclosure;
도 6b를 참조하면, 도 6a에서 상술한 바와 같이, 디스플레이 피크 밝기 특성을 기반으로 입력 영상(예: SDR 이미지)의 APL(Average Pixel Level)을 감소시키고, 이미지 전체의 밝기(nit)는 증가시킬 수 있다. 이때 디스플레이 백그라운드 그레이 레벨의 피크 영역의 밝기(Peak Region Brightness Thr.)를 미들 포인트의 임계값(threshold)으로 지정할 수 있다.Referring to FIG. 6B, the APL (Average Pixel Level) of the input image (e.g., SDR image) is decreased based on the display peak brightness characteristic, and the brightness (nit) . At this time, the brightness of the peak area of the display background gray level (Peak Region Brightness Thr.) Can be designated as a threshold value of the middle point.
그리고 매핑 함수의 미들 포인트는 회색 레벨인 중계조 구간에서 소스 디바이스(예: SDR 이미지용 디스플레이)의 밝기 변동 특성에 따라 SDR 이미지의 평균 밝기(APL, Average Pixel Level)를 감소시킬 수 있다. 이때, 소스 디바이스는 감소된 밝기 픽셀 영역에서 남은 전력을 이용하여 피크 밝기를 증가시킬 수 있다. 따라서, 저전력으로 디스플레이의 피크 밝기를 증가시키고 확장된 다이나믹 레인지를 가지는 HDR 이미지를 획득할 수 있다.The middle point of the mapping function can reduce the average brightness level (APL) of the SDR image according to the brightness variation characteristics of the source device (for example, a display for SDR image) in a gray level relay interval. At this time, the source device can increase the peak brightness using the power remaining in the reduced brightness pixel region. Thus, it is possible to increase the peak brightness of the display at low power and obtain an HDR image with an extended dynamic range.
도 7은, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 미들 포인트에서 매핑 함수를 이용한 이미지 변환을 설명하기 위한 이미지들이다.FIG. 7 is an image for explaining image conversion using a mapping function at a middle point according to an embodiment of the present disclosure.
도 7을 참조하면, 소스 디바이스 및 전자 장치(100)는 SDR 이미지(Input SDR image)에서 가장 밝은 영역(Brightest region)의 피크 밝기의 임계값을 도 6b의 미들 포인트(Peak Region Brightness Thr.)로 지정할 수 있다. 또한, 전자 장치(100)는 SDR 이미지의 저계조 블랙 구간의 밝기를 HDR 이미지(Output HDR imgae)의 저계조 블랙 밝기로 유지할 수 있다. 그리고 SDR 이미지의 장면(scene) 밝기의 최대 값을 HDR 이미지의 최대 밝기로 매핑할 수 있다. 따라서, 본 개시의 일 실시 예에 따라, 전자 장치(100)는 SDR 이미지의 가장 밝은 영역(Brightest region)에서 확장된 다이나믹 레인지를 가지는 HDR 이미지로 변환될 수 있다.7, the source device and the
도 8은, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 매핑 함수를 이용한 색상 및 채도 보상(preserve hue and saturation)을 설명하기 위한 이미지들이다.Figure 8 is an image to illustrate color and saturation compensation using a mapping function, according to one embodiment of the present disclosure.
도 8을 참조하면, 상단의 이미지(그림 a)는 종래의 iTM을 이용하여 변환된 HDR 이미지이고, 하단의 이미지(그림 b)는 본 개시의 일 실시 예에 따른 매핑 함수를 이용하여 변환된 HDR 이미지이다. Referring to FIG. 8, the upper image (FIG. A) is an HDR image converted using a conventional iTM, and the lower image (FIG. B) is a HDR image converted using a mapping function according to an embodiment of the present disclosure. Image.
예를 들어, 이미지(그림 a)의 서클 영역(810)은 변환된 HDR 이미지에서 SDR 이미지의 채도가 변화된 것을 나타낸다. 이미지(그림 b)의 서클 영역(820)은, 본 개시의 일 실시 예에 따른 매핑 함수를 이용하여 변환된 HDR 이미지에서 SDR 이미지의 채도가 유지된 것을 나타낸다.For example, the
종래에는 입력 영상인 제1 이미지 각각의 R, G, B 픽셀에 역 톤 매핑을 적용하여 다이나믹 레인지 확장을 구현한다. 이로 인하여, 종래에는 제1 이미지인 SDR 이미지의 R, G, B 각각의 픽셀에서 역 톤매핑한 비율이 상이하여 변환된 HDR 이미지의 색상(hue)이 달라지는 문제가 있다. Conventionally, a dynamic range extension is implemented by applying back tone mapping to R, G, and B pixels of the first image, which is an input image. Therefore, conventionally, the ratio of the reverse tone mapped pixels in each of the R, G, and B pixels of the SDR image as the first image is different, and the hue of the converted HDR image varies.
그러나 본 개시의 일 실시 예에 따른 매핑 함수는, 제1 이미지의 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 원색 컬러에 매핑 함수로부터 얻은 게인 값을 동일하게 적용하여 제1 이미지의 다이내믹 레인지(Dynamic Range)를 변환할 수 있다. 이때, 게인 값(w)은 제1 이미지의 입력 휘도 데이터(Yin)를 역 톤 매핑한 값(f(Yin), f(x)는 역 톤 매핑 함수)을 입력 휘도 데이터(Yin)로 나누어 산출될 수 있다. 이를 통해 전자 장치(100)는 제 1이미지(예: SDR 이미지)가 제2 이미지(예: HDR 이미지)로 변환될 때 각각의 R, G, B 픽셀에서 색상이 달라지는 문제를 해결할 수 있다.However, the mapping function according to an embodiment of the present disclosure can be applied to the dynamic image of the first image by equally applying the gain values obtained from the mapping function to the red (R), green (G) and blue (B) You can convert the Range (Dynamic Range). The gain value w is a value obtained by inverse tone mapping the input luminance data Y in of the first image f (Y in ) and f ( x ) is the input luminance data Y in . . ≪ / RTI > This allows the
또한, 제1 이미지의 입력 데이터는 YCbCr, RGB, XYZ 등과 같은 컬러 포맷들일 수 있다. Yin은 제1 이미지의 입력 데이터로부터 밝기(luminance) 구성 요소 Y를 추출한 것이다. Further, the input data of the first image may be color formats such as YCbCr, RGB, XYZ, and the like. Y in is the luminance component Y extracted from the input data of the first image.
본 개시의 일 실시 예에 따른 매핑 함수는 아래와 같다.The mapping function according to one embodiment of the present disclosure is as follows.
…………………… 수학식 (1). ... ... ... ... ... ... ... ... Equation (1).
수학식(1)에서, w는 매핑 함수로부터 얻은 게인 값으로 w=f(Yin)/ Yin, f(x)는 iTM 함수(inverse Tone Mapping function), Yin 은 제1 이미지의 밝기 값(luminance value), (Rin, Gin, Bin)는 제1 이미지의 백색 레벨의 RGB좌표들, (Rout, Gout, Bout)는 변환된 HDR 이미지용 디스플레이의 백색 레벨의 RGB좌표들일 수 있다.In Equation (1), w is the gain value obtained from the mapping function, w = f (Y in ) / Y in , f (x) is the inverse Tone Mapping function, Y in is the brightness value of the first image (luminance value), (R in , G in, B in) is the RGB coordinates of the white level of the first image, (R out, G out, B out) is the display for the transformed HDR image white level RGB coordinates .
예를 들어, 제1 이미지는 SDR 이미지일 수 있고, 제1 이미지의 밝기 값은 SDR 입력 이미지의 픽셀 밝기 값(luminance value)이 0~1로 정규화된 코드 값(code value)일 수 있다.For example, the first image may be an SDR image, and the brightness value of the first image may be a code value normalized to a pixel brightness value (0-1) of the SDR input image.
또한, 종래에는, 역 톤매핑을 이용한 다이나믹 레인지 변환 시, 제1 이미지(예: SDR 이미지)의 채도가 제2 이미지(예: HDR 이미지)에서 유지되지 않는 문제가 있다.Also, conventionally, there is a problem that, in dynamic range conversion using reverse tone mapping, the saturation of the first image (e.g., SDR image) is not maintained in the second image (e.g., HDR image).
본 개시의 일 실시 예에 따라, 상술한 수학식(1)의 동일 게인(w) 기반 역톤매핑(iTM)한 매핑 함수에 채도 보상 로직을 적용하여, 전자 장치(100)는 제1 이미지(예: SDR 이미지)의 색상 및 채도를 유지하는 제2 이미지(예: HDR 이미지)를 획득할 수 있다.According to one embodiment of the present disclosure, applying the saturation compensation logic to a mapping function of the same gain (w) -based tonal mapping (iTM) of Equation (1) : SDR image), and a second image (e.g., an HDR image) that maintains color and saturation.
본 개시의 일 실시 예에 따른, 제1 이미지의 색상 및 채도 유지를 위한 함수는 아래와 같다.The function for maintaining the hue and saturation of the first image, according to one embodiment of the present disclosure, is as follows.
………… 수학식(2). ... ... ... ... Equation (2).
수학식(2)에서, α는 상수, w는 상기 매핑 함수로부터 얻은 게인 값으로 w=f(Yin)/ Yin, f(x)는 iTM(역톤매핑 inverse Tone Mapping) 함수, Yin 은 제1 이미지의 밝기 값(luminance value), (Rin, Gin, Bin)는 제1 이미지의 백색 레벨의 RGB좌표들, (Rout, Gout, Bout)는 상기 디스플레이의 백색 레벨의 RGB좌표들일 수 있다.In Equation (2), α is a constant, w is w = a gain value obtained from the mapping function f (Y in) / Y in , f (x) is iTM (yeokton mapping inverse Tone Mapping) function, Y in the The RGB values of the white level of the first image, (R out , G out , B out ), (R in , G in , B in ) RGB coordinates.
본 개시에 따른 다른 실시 예로, 제1 이미지의 색상 및 채도(hue and saturation) 유지를 위한 매핑 함수는 아래와 같다. In another embodiment according to the present disclosure, the mapping function for maintaining the hue and saturation of the first image is as follows.
………………수학식(3). ... ... ... ... ... ... (3).
수학식(3)에서, Iin은 제1 이미지의 백색 레벨의 평균 RGB 좌표들로 Iin= (Rin + Gin + Bin)/3, Iw는 제1 이미지의 피크 포인트에서 백색 레벨의 평균 RGB 좌표들로 Iw=(Rout + Gout + Bout)/3, (Rw, Gw, Bw)는 본 개시에 따른 매핑 함수(수학식 1)가 적용된 RGB 백색 좌표들, α는 상수, (Rin, Gin, Bin)는 제1 이미지의 백색 레벨의 RGB좌표들, (Rout, Gout, Bout)는 변환된 이미지를 디스플레이하는 디스플레이(예: HDR용 디스플레이)의 백색 레벨의 RGB좌표들일 수 있다.In the equation (3), I in is I in = (R in + G in + B in) / 3, I w is the white level at the peak point of the first image to the average RGB coordinates of the white level of the first image the average I w = with RGB coordinates (R out + G out + B out) / 3, (R w, G w, B w) is the mapping function (equation (1)) is applied to RGB white coordinate in accordance with the present disclosure (R out , G out , B out ) of the white image of the first image, (R in , G in , B in ) Display) of the white level.
도 9a 및 도 9b는, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 매핑 함수에 스무딩 필터를 적용한 이미지 변환을 설명하기 위한 그래프 및 이미지들이다.Figures 9A and 9B are graphs and images to illustrate image transformations in which a smoothing filter is applied to a mapping function, according to one embodiment of the present disclosure.
본 개시의 일 실시 예에 따라, 전자 장치(100)는 매핑 함수에 스무딩 필터를 적용할 수 있다. 전자 장치(100)는 제1 이미지로부터 제2 이미지로 다이나믹 레인지를 변환할 때 발생하는 단차(예: 컬러 왜곡, 컬러 컨투어 등)를 제거하여 부드러운(smoother) 제2 이미지를 획득할 수 있다. According to one embodiment of the present disclosure, the
도 9a 및 도 9b를 참조하면, 전자 장치(100)에 스무딩 필터가 적용되기 전(910, 930)에는 그래프에서 단차로 인한 컬러 컨투어가 발생되는 것을 확인할 수 있다. 반면, 전자 장치(100)에 스무딩 필터가 적용된 후(920, 940)에서는 그래프에서 단차가 제거된 것을 확인할 수 있다. 또한, 전자 장치(100)는 스무딩 필터를 이용하여 단차가 제거된 부드러운 HDR 이미지(도 9a의 그림 b, 도 9b의 그림 b)를 획득할 수 있다. 따라서, 전자 장치(100)는 제1 이미지(예: SDR 이미지)를 제2 이미지(예: HDR 이미지)로 변환할 때, 역 톤 매핑(iTM, inverse Tone Mapping) 시 발생하는 이미지의 왜곡(예: 단차)를 매핑 함수에 스무딩 필터를 적용하여 제거할 수 있다.Referring to FIGS. 9A and 9B, before the smoothing filter is applied to the electronic device 100 (910, 930), it can be seen that a color contour is generated due to a step in the graph. On the other hand, after the smoothing filter is applied to electronic device 100 (920, 940), it can be seen that the step is removed from the graph. In addition, the
예를 들어, 소스 디바이스 및 전자 장치(100)는 가우시안 스무딩(Gaussian Smoothing)을 이용하여 스무딩 파라미터를 도출할 수 있다. 가우시안 스무딩은 당업자에게 알려진 기술이므로 여기서는 상세한 설명을 생략하기로 한다.For example, the source device and the
본 개시의 일 실시 예에 따라, 소스 디바이스 및 전자 장치(100)는 도 2b에서 상술한 브레이크 포인트 및 가우시안 스무딩을 이용하여 스무딩 파라미터를 선정할 수 있다.According to one embodiment of the present disclosure, the source device and
예를 들어, 스무딩 파라미터는 도 2b의 그래프(b)의 선형 직선(예: 직선의 기울기 d= max nit(y축)/max code value(x축)) 위의 임의의 점 p로부터 각각의 브레이크 포인트(iTMx1, iTMx2, iTMx3)의 거리에 따라 결정될 수 있다. 또 다른 예로, 스무딩 파라미터는 각각의 브레이크 포인트(iTMx1, iTMx2, iTMx3)의 전 후 직선의 기울기 차이에 따라 결정될 수 있다.For example, the smoothing parameter may be calculated from an arbitrary point p on a linear straight line (e.g., a slope d = max nit (y axis) / max code value (x axis) Can be determined according to the distances of the points (iTMx1, iTMx2, iTMx3). As another example, the smoothing parameters may be determined by the slope difference of the front and back straight lines of each break point (iTMx1, iTMx2, iTMx3).
소스 디바이스는 매핑 함수를 생성할 수 있는 커브 파라미터, 복수의 포인트, 스무딩 파라미터 등을 메타데이터로 생성하여 전자 장치(100)에 제공(supply)할 수 있다. 전자 장치(100)는 소스 디바이스로부터 메타데이터를 제공받을 때, 매핑 함수를 복원하고, 메타데이터로부터 매핑 함수를 구성하는 커브 파라미터, 복수의 포인트 및 스무딩 파라미터 등을 추출할 수 있다. 전자 장치(100)는 추출된 파라미터 및 복수의 포인트를 조절하여 사용자에게 적합한 매핑 함수를 생성할 수 있다.The source device may generate metadata and generate a curve parameter, a plurality of points, a smoothing parameter, etc., which may generate a mapping function, and supply the generated parameter to the
가우시안 스무딩은 본 개시를 설명하기 위한 일 실시 예일 뿐, 이미지의 컬러 단차를 제거하기 위한 다양한 스무딩 필터 기술이 이용될 수 있다.Gaussian smoothing is only one example for explaining the present disclosure, and various smoothing filter techniques for eliminating the color step of an image can be used.
도 10은, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 이미지 변환을 하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.FIG. 10 is a flowchart for illustrating a method of image conversion according to an embodiment of the present disclosure.
도 10을 참조하면, S1010 단계에서, 전자 장치(100)는 소스 디바이스로부터 제1 이미지를 수신할 수 있다. 제1 이미지는 제1 이미지의 밝기(luminance) 정보를 가지는 인코딩 데이터, 매핑 함수를 생성할 수 있는 복수의 포인트 및 파라미터 등의 매핑 함수 정보를 포함할 수 있다. 전자 장치(100)는 소스 디바이스로부터 복수의 포인트 및 파라미터를 메타데이터로 수신할 수도 있다.10, in step S1010, the
예를 들어, 소스 디바이스는 SDR 이미지용 디스플레이 장치일 수 있다. 또한, 소스 디바이스는 마스터링을 위한 디바이스일 수 있다. For example, the source device may be a display device for an SDR image. Also, the source device may be a device for mastering.
S1020단계에서, 전자 장치(100)는 소스 디바이스로부터 수신한 제1 이미지의 밝기 정보를 디코딩할 수 있다. In step S1020, the
S1030단계에서, 전자 장치(100)는 디코딩된 제1 이미지의 밝기 정보(luminance value)를 바탕으로 소스 디바이스로부터 수신한 매핑 함수 정보를 이용하여 제1 이미지의 다이나믹 레인지를 변환할 수 있다. 이때, 매핑 함수는 제1 이미지를 제공하는 소스 디바이스의 디스플레이 밝기 변동 특성 및 제1 이미지의 장면(scene) 밝기 특성을 바탕으로 생성될 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따라, 변환된 제2 이미지는 제1 이미지의 색상 및 채도(hue and saturation)을 유지할 수 있고, 컬러 컨투어를 감소시킬 수 있다. 본 개시에 따른 매핑 함수 및 제1 이미지의 다이나믹 레인지 변환 방법은 본 개시에서 상술하였으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.In step S1030, the
S1040단계에서, 전자 장치(100)는 매핑 함수를 이용하여 제1 이미지의 다이나믹 레인지가 변환된 제2 이미지를 디스플레이할 수 있다. 예를 들어, 제1 이미지는 SDR 이미지이고, 변환된 제2 이미지는 HDR 이미지일 수 있다. In step S1040, the
도 11은, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 이미지 변환을 수행하기 위한 시스템도이다.11 is a system diagram for performing image conversion, in accordance with one embodiment of the present disclosure.
도 11을 참조하면, 본 개시의 일 실시 예에 따른 이미지 변환을 수행하기 위한 시스템(10)은 소스 디바이스(1100), 제1 타겟 디바이스(1120), 및 제2 타겟 디바이스(1110)로 구성될 수 있다. 11, a
소스 디바이스(1100)는 제1 이미지를 디스플레이하거나 생성하는 장치일 수 있다. 예를 들어, 제1 이미지는 SDR(Standard Dynamic Range) 이미지일 수 있다. 소스 디바이스(1100)는 영상 콘텐츠 공급자일 수 있다. 또한, 소스 디바이스(1100)는 SDR 이미지를 디스플레이할 수 있는 전자 장치에 연결된 이미지 처리 장치일 수도 있다. The
소스 디바이스(1100)는 디스플레이 마스터링 과정에서 역 톤 매핑(iTM, inverse Tone Mapping)을 이용하여 본 개시에 따른 매핑 함수를 생성할 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따른 매핑 함수는 제1 이미지의 밝기 값(luminance value)에 따른 복수의 N 포인트를 가지는 조각별 선형 함수(piece-wise linear function)일 수 있다. The
복수의 N 포인트는 제1 이미지의 장면(scene) 밝기 특성, 소스 디바이스(1100) 및 타겟 디바이스(1110, 1120)의 디스플레이 밝기 변동 특성에 따라 결정될 수 있다. 복수의 N 포인트는 본 개시에서 상술하였으므로 여기에서는 설명을 생략하기로 한다.The plurality of N points may be determined according to the scene brightness characteristics of the first image, the display brightness variation characteristics of the
본 개시에 따른 매핑 함수는 이미지 변환 시 발생되는 단차를 제거하기 위해 스무딩 필터를 적용할 수 있다.The mapping function according to the present disclosure can apply a smoothing filter to eliminate a step generated in image conversion.
소스 디바이스(1100)는 매핑 함수를 생성할 수 있는 커브 파라미터, 복수의 N 포인트 및 스무딩 파라미터 등을 메타데이터로 생성하고, 생성된 메타데이터를 제1 타겟 디바이스(1120)에 전송할 수 있다.The
소스 디바이스(1100)는 제1 타겟 디바이스(1120)에 비디오 스트림을 전송할 수 있다. 예를 들어, 비디오 스트림은 H.264 및 H.265 등의 H.26L(ITU-T Q6/16 VCEG)일 수 있다. The
제1 타겟 디바이스(1120)는 LCD TV, OLED TV, 모바일 장치, 촬영 장치 등의 디스플레이 장치일 수 있다. 제1 타겟 디바이스(1120)는 소스 디바이스(1100)로부터 매핑 함수의 메타데이터를 수신할 수 있다. 제1 타겟 디바이스(1120)는 수신한 메타데이터를 복원하여 복수의 포인트 및 파라미터를 추출할 수 있다. 제1 타겟 디바이스(1120)는 추출된 복수의 포인트 및 파라미터를 조절할 수 있다. 제1 타겟 디바이스(1120)는 제조시에 적용된 매핑 함수를 이용하거나, 소스 디바이스의 매핑 함수를 복원하여, 메타데이터로부터 추출하여 조절한 복수의 포인트 및 파라미터 로 사용자에게 적합한 매핑 함수를 생성할 수 있다. 전자 장치(100)는 사용자에게 적합한 매핑 함수를 생성하여 소스 디바이스(1100)로부터 수신한 제1 이미지(예: SDR 이미지)를 제2 이미지(예: HDR 이미지)로 변환하여 할수 있다.The
제2 타겟 디바이스(1110)는 소스 디바이스(1100)로부터 수신한 제1 이미지(예: SDR 이미지)를 소스 디바이스(1100)에서 생성한 매핑 함수를 이용하여 제2 이미지(예: HDR 이미지)로 변환할 수 있다. 제2 타겟 디바이스(1110)는 마스터링 단계에서 이미지를 변환하여 디스플레이하는 디스플레이 장치일 수 있다.The
따라서, 본 개시의 실시 예들에 따른, 전자 장치(100)는 제1 이미지(예: SDR 이미지)를 제2 이미지(예: HDR 이미지)로 다이나믹 레인지 변환할 때 발생할 수 있는 컬러 단차 및 컬러 컨투어 발생을 매핑 함수를 이용하여 감소시킬 수 있다. 또한, 제1 이미지의 장면(scene) 밝기를 바탕으로 한 역 톤매핑을 통해, 전자 장치(100)는 제1 이미지의 장면 단위에서 다이나믹 레인지를 확장할 수 있으므로, 변환된 제2 이미지의 다이나믹 표현 효과를 향상시킬 수 있다. 또한, 전자 장치(100)는 매핑 함수에 채도 보상을 적용하여 제1 이미지의 색상 및 채도(hue and saturation)를 유지하는 제2 이미지를 획득할 수 있다. 그리고, 전자 장치(100)는 매핑 함수에 스무딩 필터를 적용하여 부드러운(smoother) 제2 이미지를 획득할 수 있다.Thus, in accordance with embodiments of the present disclosure, the
본 개시의 다양한 실시 예에 따른 장치 (예: 전자 장치(100)) 또는 방법 (예: 동작들)은, 예컨대, 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체(computer-readable storage media)에 유지되는(maintain) 프로그램들 중 적어도 하나의 프로그램에 포함된 명령어(instructions)를 실행하는 적어도 하나의 컴퓨터(예: 프로세서)에 의하여 수행될 수 있다. A device (e.g., electronic device 100) or method (e.g., operations) in accordance with various embodiments of the present disclosure may be implemented in a computer- May be performed by at least one computer (e.g., processor) that executes instructions contained in at least one of the programs.
명령어가 컴퓨터(예: 프로세서)에 의해 실행될 경우, 적어도 하나의 컴퓨터는 명령어에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 이 때, 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체는, 예를 들면, 메모리가 될 수 있다.When an instruction is executed by a computer (e.g., a processor), at least one computer may perform a function corresponding to the instruction. At this time, the computer-readable storage medium may be, for example, a memory.
프로그램은, 예로, 하드디스크, 플로피디스크, 마그네틱 매체 (magnetic media)(예: 자기테이프), 광기록 매체 (optical media)(예: CD-ROM (compact disc read only memory), DVD (digital versatile disc), 자기-광 매체 (magneto-optical media)(예: 플롭티컬 디스크 (floptical disk)), 하드웨어 장치 (예: ROM (read only memory), RAM (random access memory), 또는 플래시 메모리 등) 등과 같은 컴퓨터로 읽을 수 저장 매체에 포함될 수 있다. 이 경우, 저장 매체는 일반적으로 전자 장치(100)의 구성의 일부로 포함되나, 전자 장치(100)의 포트(port)를 통하여 장착될 수도 있으며, 또는 전자 장치(100)의 외부에 위치한 외부 기기(예로, 클라우드, 서버 또는 다른 전자 기기)에 포함될 수도 있다. 또한, 프로그램은 복수의 저장 매체에 나누어 저장될 수도 있으며, 이 때, 복수의 저장 매체의 적어도 일부는 전자 장치(100)의 외부 기기에 위치할 수도 있다.The program may be stored on a computer readable recording medium, such as a hard disk, a floppy disk, magnetic media (e.g. magnetic tape), optical media (e.g., compact disc read only memory (CD- ), Magneto-optical media (e.g., floptical disk), hardware devices (e.g., read only memory (ROM), random access memory (RAM) In this case, the storage medium is typically included as part of the configuration of the
명령어는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 상술한 하드웨어 장치는 다양한 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지다.The instructions may include machine language code such as those generated by the compiler as well as high level language code that may be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the various embodiments, and vice versa.
또한, 이상에서는 본 개시의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 개시는 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It should be understood that various modifications may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the present disclosure.
Claims (15)
상기 제1 이미지로부터 밝기(luminance) 정보를 디코딩하는 디코딩부;
매핑 함수를 이용하여 상기 디코딩된 밝기 정보를 바탕으로 상기 제1 이미지의 다이내믹 레인지(Dynamic Range)를 변환하는 변환부; 및
상기 변환된 다이내믹 레인지를 가지는 제2 이미지를 디스플레이에 디스플레이하는 디스플레이부;를 포함하고,
상기 매핑 함수는,
상기 소스 디바이스의 디스플레이 밝기 변동 특성 및 상기 제1 이미지의 장면(scene)의 밝기 특성을 기반으로 판단된 복수의 포인트들로 이루어진 커브형 함수인 전자 장치.A receiving unit for receiving a first image from a source device;
A decoding unit decoding the luminance information from the first image;
A conversion unit for converting a dynamic range of the first image based on the decoded brightness information using a mapping function; And
And a display unit for displaying a second image having the converted dynamic range on a display,
Wherein the mapping function comprises:
And a plurality of points determined based on a display brightness variation characteristic of the source device and a brightness characteristic of a scene of the first image.
상기 매핑 함수는,
상기 복수의 포인트들로 이루어진 조각별 선형 함수(piecewise linear function)이고, 상기 조각별 선형 함수에 스무딩 필터(smoothing filter)가 적용되는 전자 장치.The method according to claim 1,
Wherein the mapping function comprises:
Wherein the smoothing filter is a piecewise linear function of the plurality of points and a smoothing filter is applied to the piecewise linear function.
상기 복수의 포인트들은,
흑색 레벨인 쉐도우 포인트(Shadow Point)를 포함하고, 상기 쉐도우 포인트는 상기 제1 이미지의 흑색 레벨로부터 상기 디스플레이의 흑색 레벨로 변환되고, 상기 제1 이미지의 밝기와 상기 디스플레이의 밝기 비율에 따라 상기 제1 이미지의 저계조 블랙을 유지하는 전자 장치.The method according to claim 1,
The plurality of points include:
Wherein the shadow point is converted from a black level of the first image to a black level of the display and the brightness level of the display is changed according to a brightness ratio of the first image and a brightness level of the display, 1. An electronic device that maintains low grayscale black of an image.
상기 복수의 포인트들은,
백색 레벨인 피크 포인트(Peak Point)를 포함하고, 상기 피크 포인트는 상기 제1 이미지의 백색 레벨로부터 상기 디스플레이의 백색 레벨로 변환되고, 상기 제1 이미지의 장면(Scene) 최대 밝기가 상기 디스플레이의 최대 밝기로 매핑되는 전자 장치.The method according to claim 1,
The plurality of points include:
Wherein the peak point is converted from a white level of the first image to a white level of the display, and the scene maximum brightness of the first image is a maximum value of the display An electronic device that is mapped to brightness.
상기 복수의 포인트들은,
중간톤 레벨인 미들 포인트(Middle Point)를 포함하고, 상기 미들 포인트는 상기 제1 이미지의 중간톤 레벨을 상기 디스플레이의 중간톤 레벨로 변환되고, 상기 소스 디바이스의 디스플레이 밝기 변동 특성 및 상기 제1 이미지의 장면(scene) 밝기 특성을 기반으로 평균 밝기(Average Pixel Level)를 조절하는 전자 장치.The method according to claim 1,
The plurality of points include:
And wherein the middle point is converted to a mid-tone level of the display, wherein the mid-tone level of the first image is converted to a mid-tone level of the display, and wherein the display brightness variation characteristics of the source device and the first image Wherein an average pixel level is adjusted based on a scene brightness characteristic of the scene.
상기 소스 디바이스로부터 상기 매핑 함수를 생성하는 상기 복수의 포인트 및 파라미터를 포함하는 메타데이터를 수신할 때, 상기 메타데이터로부터 상기 복수의 포인트 및 파라미터를 추출하고, 상기 추출된 복수의 포인트 및 파라미터를 조절하여 매핑 함수를 생성할 수 있는 전자 장치.The method according to claim 1,
When receiving the metadata including the plurality of points and parameters for generating the mapping function from the source device, extracting the plurality of points and parameters from the metadata, and adjusting the extracted plurality of points and parameters An electronic device capable of generating a mapping function.
상기 변환부는,
상기 제1 이미지의 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 원색 컬러에 상기 매핑 함수로부터 얻은 게인 값을 동일하게 적용하여 상기 제1 이미지의 다이나믹 레인지(Dynamic Range)를 변환하는 전자 장치.The method according to claim 1,
Wherein,
An electronic device for converting the dynamic range of the first image by applying the gain values obtained from the mapping function to the red (R), green (G), and blue (B) .
상기 매핑 함수는,
이고,
w는 상기 매핑 함수로부터 얻은 게인 값으로 w=f(Yin)/ Yin, f(x)는 iTM 함수(inverse Tone Mapping function), Yin 은 상기 제1 이미지의 밝기 값(luminance), (Rin, Gin, Bin)는 제1 이미지의 백색 레벨의 RGB좌표들, (Rout, Gout, Bout)는 변환된 이미지가 디스플레이되는 디스플레이의 백색 레벨의 RGB좌표들인 전자 장치.8. The method of claim 7,
Wherein the mapping function comprises:
ego,
w is the gain value obtained from the mapping function, y = f (Y in ) / Y in , f (x) is the inverse tone mapping function, Y in is the luminance value of the first image, R in , G in , and B in are the RGB coordinates of the white level of the first image, and (R out , G out , B out ) are the RGB coordinates of the white level of the display on which the converted image is displayed.
상기 매핑 함수를 바탕으로 상기 제1 이미지의 색조 및 채도를 유지하기 위한(to preserve hue and saturation) 함수는,
이고,
w는 상기 매핑 함수로부터 얻은 게인 값으로 w=f(Yin)/ Yin, f(x)는 iTM(역톤매핑 inverse Tone Mapping) 함수, Yin 은 제1 이미지의 밝기 값(luminance value) 데이터, α 는 상수, (Rin, Gin, Bin)는 제1 이미지의 백색 레벨의 RGB좌표들, (Rout, Gout, Bout)는 변환된 이미지가 디스플레이되는 디스플레이의 백색 레벨의 RGB좌표들인 전자 장치.9. The method of claim 8,
The to preserve hue and saturation function for maintaining the hue and saturation of the first image based on the mapping function,
ego,
w is a gain value obtained from the mapping function, w = f (Y in ) / Y in , f (x) is an iTM (inverse tone mapping) function, Y in is luminance value data , α is a constant, (R in, G in, B in) is the RGB coordinates of the white level of the first image, (R out, G out, B out) is the display in which the converted image display white level RGB Lt; / RTI >
상기 제1 이미지의 밝기(luminance) 정보를 디코딩하는 단계;
매핑 함수를 이용하여 상기 디코딩된 밝기 정보를 바탕으로 상기 제1 이미지의 다이내믹 레인지(Dynamic Range)를 변환하는 단계; 및
상기 변환된 다이내믹 레인지를 가지는 제2 이미지를 디스플레이에 디스플레이하는 단계;를 포함하고,
상기 매핑 함수는,
상기 소스 디바이스의 디스플레이 밝기 변동 특성 및 제1 이미지의 장면(scene)의 밝기 특성을 기반으로 판단된 복수의 포인트들로 이루어진 커브형 함수인 이미지 변환 방법.Receiving a first image from a source device;
Decoding luminance information of the first image;
Converting a dynamic range of the first image based on the decoded brightness information using a mapping function; And
And displaying a second image having the converted dynamic range on a display,
Wherein the mapping function comprises:
Which is a curve-shaped function consisting of a plurality of points determined based on a display brightness variation characteristic of the source device and a brightness characteristic of a scene of the first image.
상기 매핑 함수는,
상기 복수의 포인트들로 이루어진 조각별 선형 함수(piecewise linear function)이고, 상기 조각별 선형 함수에 스무딩 필터(smoothing filter)가 적용되는 이미지 변환 방법.11. The method of claim 10,
Wherein the mapping function comprises:
A piecewise linear function of the plurality of points, and a smoothing filter is applied to the piecewise linear function.
상기 복수의 포인트들은,
이미지 픽셀의 흑색 레벨인 쉐도우 포인트(Shadow Point)를 포함하고,
상기 쉐도우 포인트는,
상기 제1 이미지의 흑색 레벨로부터 상기 디스플레이의 흑색 레벨로 변환되고, 상기 제1 이미지와 상기 디스플레이의 밝기 비율에 따라 상기 제1 이미지의 저계조 블랙을 유지하는 이미지 변환 방법.11. The method of claim 10,
The plurality of points include:
A shadow point, which is the black level of the image pixel,
The shadow point may be,
The black level of the first image is converted to the black level of the display and the low grayscale black of the first image is maintained according to the brightness ratio of the first image and the display.
상기 복수의 포인트들은,
백색 레벨인 피크 포인트(Peak Point)를 포함하고, 상기 피크 포인트는 상기 제1 이미지의 백색 레벨로부터 상기 디스플레이의 백색 레벨로 변환되고, 상기 제1 이미지의 장면(Scene) 최대 밝기가 상기 디스플레이의 최대 밝기로 매핑되는 이미지 변환 방법.11. The method of claim 10,
The plurality of points include:
Wherein the peak point is converted from a white level of the first image to a white level of the display, and the scene maximum brightness of the first image is a maximum value of the display An image transformation method that is mapped to brightness.
상기 복수의 포인트들은,
중간톤 레벨인 미들 포인트(Middle Point)를 포함하고, 상기 미들 포인트는 상기 제1 이미지의 중간톤 레벨을 상기 디스플레이의 중간톤 레벨로 변환되고, 상기 디스플레이의 밝기 변동 특성 및 상기 제1 이미지의 장면(scene) 밝기 특성을 기반으로 평균밝기(Average Pixel Level)를 조절하는 이미지 변환 방법. 11. The method of claim 10,
The plurality of points include:
Wherein the middle point is a middle tone level, the middle point being converted to a mid-tone level of the display, and the brightness variation characteristic of the display and the scene of the first image wherein the average pixel level is adjusted based on scene brightness characteristics.
상기 소스 디바이스로부터 상기 매핑 함수를 생성하는 상기 복수의 포인트 및 파라미터를 포함하는 메타데이터를 수신할 때, 상기 메타데이터로부터 상기 복수의 포인트 및 파라미터를 추출하고, 상기 추출된 복수의 포인트 및 파라미터를 조절하여 매핑 함수를 생성하는 단계;를 더 포함하는 이미지 변환 방법.11. The method of claim 10,
When receiving the metadata including the plurality of points and parameters for generating the mapping function from the source device, extracting the plurality of points and parameters from the metadata, and adjusting the extracted plurality of points and parameters And generating a mapping function to generate the mapping function.
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